JP2022095616A - Package and packaging container - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱収縮性ポリエステル系フィルムが熱収縮した後の包装体およびこの包装体が被覆されている包装容器に関する。 The present invention relates to a package after the heat-shrinkable polyester film is heat-shrinked and a packaging container on which the package is coated.
近年、ガラス瓶またはプラスチックボトル等の保護と商品の表示を兼ねたラベル包装、キャップシール、集積包装等の用途の他、弁当箱等の容器を結束するバンディング等の用途にポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂からなる延伸フィルム(いわゆる、熱収縮性フィルム)が使用されている。このような熱収縮性フィルムのうち、ポリ塩化ビニル系フィルムは耐熱性が低い上、焼却時に塩化水素ガスが発生する、ダイオキシンの原因となる等の問題がある。また、ポリスチレン系フィルムは、耐溶剤性に劣り、印刷の際に特殊な組成のインキを使用しなければならない上、高温で焼却する必要があり、焼却時に異臭を伴って多量の黒煙が発生するという問題がある。一方、ポリエステル系の熱収縮性フィルムは、耐熱性が高く、焼却が容易であり、耐溶剤性にも優れるため、熱収縮ラベルとして広範に利用されており、PET(ポリエチレンテレフタレート)ボトル等の流通量の増大に伴って、使用量が益々増加する傾向にある。
近年、環境問題や資源の有効活用の観点から、使用済みのPETボトルを再利用する動きが活発である。例えば特許文献1の実施例には、PETボトルからリサイクルされたPET樹脂(リサイクルPET)を原料として80重量%用いたポリエステル系フィルムが開示されている。
In recent years, in addition to applications such as label packaging, cap seals, and integrated packaging that protect glass bottles or plastic bottles and display products, polyvinyl chloride resin and polystyrene are also used for banding that binds containers such as lunch boxes. A stretched film made of a based resin or a polyester based resin (so-called heat-shrinkable film) is used. Among such heat-shrinkable films, polyvinyl chloride-based films have problems such as low heat resistance, generation of hydrogen chloride gas during incineration, and dioxin. In addition, polystyrene film is inferior in solvent resistance, it is necessary to use ink with a special composition at the time of printing, and it is necessary to incinerate it at a high temperature, and a large amount of black smoke is generated with an offensive odor at the time of incineration. There is a problem of doing. On the other hand, polyester-based heat-shrinkable films are widely used as heat-shrinkable labels because they have high heat resistance, are easy to incinerate, and have excellent solvent resistance, and are widely used as heat-shrinkable labels. As the amount increases, the amount used tends to increase more and more.
In recent years, there has been an active movement to reuse used PET bottles from the viewpoint of environmental problems and effective use of resources. For example, in the examples of
ただし、特許文献1で開示されているフィルムを用いたラベル(リサイクルPETラベル)は熱収縮性能がなく、ボトルに密着させることはできないため、使用されるボトルは寸胴型等の一部に限られてきた。すなわち、リサイクルPETラベルは、熱収縮性ポリエステル系フィルムと比べて意匠性や適用範囲の低い点が問題だった。
However, since the label using the film (recycled PET label) disclosed in
一方、従来の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、例えば特許文献2に記載されているように、非晶質のポリエステル原料(非晶質原料)を用いることが一般的である。これは、収縮率の発現には非晶質分子が関与していると考えられているためである。例えば特許文献2の実施例には、非晶質成分となるモノマーの含有量が増加するに伴って収縮率も増加する傾向が示されている。しかし、非晶質原料を用いた熱収縮性ポリエステル系フィルムは、樹脂の組成がPETボトルと異なるために一緒にリサイクルすることができない。これは、非晶質原料を用いたフィルムをPETボトルと一緒にリサイクルしてしまうと、リサイクルPETの組成が変化してしまうだけでなく、リサイクル工程で粉砕したボトルを溶融・固化して再生する際、PETボトルとラベルで熱特性が異なるために押し出し不良が発生してしまうためである。現状のリサイクル方法としては、使用済みのPETボトルをラベルと一緒に粉砕した後、アルカリ洗浄を経て、ボトルとラベルの比重差を利用した選別(たとえば水を用いた浮沈法による)工程が必要となる。さらに、非晶質原料を用いた熱収縮性ポリエステル系フィルムをラベルとして使用すると、包装対象の内容物が高温(例えば、ホット飲料など)の場合は、ラベル同士がブロッキングしてしまうという問題があった。この問題に関しては、例えば特許文献3に記載されているように、ポリエステル系基材フィルムの少なくとも片面に耐ブロッキング性改良層を設けることで、ブロッキングを防止できる技術が開示されている。ただし、フィルムの表面に耐ブロッキング層を設けた場合でも、依然としてリサイクル性に問題があった。すなわち、耐ブロッキング層が容器とは組成が異なるため、やはりラベルを除去する必要があった。そのため、耐ブロッキング性とリサイクル性を両立させたラベルが望まれている。
On the other hand, as the conventional heat-shrinkable polyester film, for example, as described in
ところで、通常、熱収縮性フィルムをボトルラベルとして使用する際、フィルムの端部同士を溶剤や接着剤等によって固定して輪状(チューブ状)のラベルを作製し、これをボトルに被せて収縮させる方法が採用されている。収縮方向を幅方向とすることで、収縮ラベルを連続的に作製することができるため効率的である。
そこで特許文献4には、横(幅)方向に熱収縮し縦(長手)方向には殆ど熱収縮が起こらない熱収縮性フィルムおよびその製造方法が開示されている。特許文献4の実施例では、ポリエチレンテレフタレートを原料とし、縦方向に皺曲処理されたフィルムを横一軸延伸することにより所望とする熱収縮特性を示すフィルムを製造している。
By the way, usually, when a heat-shrinkable film is used as a bottle label, the edges of the film are fixed to each other with a solvent, an adhesive or the like to form a ring-shaped (tube-shaped) label, which is then put on the bottle and shrunk. The method is adopted. By setting the shrinkage direction to the width direction, shrinkage labels can be continuously produced, which is efficient.
Therefore,
また、本願出願人は、非晶質成分となりうるモノマー成分を多く含まなくても、長手方向(機械方向)である主収縮方向に十分な熱収縮特性を有し、前記主収縮方向と直交する幅方向(垂直方向)においては熱収縮率が低く、且つ、長手方向の厚み斑が小さい熱収縮性ポリエステル系フィルムを特許文献5に開示している。特許文献5では、エチレンテレフタレートを主たる構成成分とし、全ポリエステル樹脂成分中において非晶質成分となりうるモノマー成分が0モル%以上5モル%以下含有されたポリエステル系未延伸フィルムを用い、横延伸の後、縦延伸する二軸延伸方法によって上記フィルムを製造しており、例えば延伸方式Aとして、図1に示す同時二軸延伸機を用いて、フィルムTg以上(Tg+40℃)以下の温度で3.5倍以上6倍以下の倍率で幅方向に延伸(横延伸)した後、フィルムTg以上(Tg+40℃)以下の温度でクリップの間隔を広げることで1.5倍以上から2.5倍以下の倍率で長手方向に延伸(縦延伸)しながら、テンター幅を横延伸後から5%以上30%以下狭めることで幅方向に弛緩する方法が記載されている。
Further, the applicant of the present application has sufficient heat shrinkage characteristics in the main shrinkage direction, which is the longitudinal direction (mechanical direction), even if it does not contain a large amount of monomer components that can be amorphous components, and is orthogonal to the main shrinkage direction.
前述したように幅方向に大きく収縮する熱収縮性フィルムとして特許文献4のフィルムが開示されている。しかし、特許文献4の実施例では、幅方向における95℃の熱収縮率が最大でも12.5%であり、現在の熱収縮フィルムに要求される収縮率の水準を満たしているとは言い難い。
As described above, the film of
一方、上記特許文献5記載の熱収縮性ポリエステル系フィルムは主収縮方向が長手方向である。よって、幅方向が主収縮方向であるフィルムにおいて幅方向の熱収縮率が高く、且つ、厚み斑の小さいものは未だ開示されていない。特許文献5に記載の横→縦延伸方法を、単純に縦→横延伸に変更したとしても、非収縮方向(長手方向)を緩和できず長手方向の収縮率が高くなってしまい、所望とするフィルムは得られない。更に縦→横延伸にしたとしても、幅方向の熱収縮応力も高くなる虞がある。
On the other hand, the heat-shrinkable polyester film described in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、実質的に非晶質成分を含まない熱収縮性ポリエステル系フィルムを用いた環状体が被覆されている包装体またはそれを容器の外周の少なくとも一部に有する包装容器を提供することにあり、環状体の周方向の熱収縮率が高く収縮後の外観性に優れ、且つ、耐熱ブロッキング性に優れ、PETボトルをはじめとした容器と一緒にリサイクルすることのできる熱収縮性ポリエステル系フィルムを用いた環状体が被覆されている包装体またはそれを容器の外周の少なくとも一部に有する包装容器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is a package or a package coated with an annular body using a heat-shrinkable polyester film containing substantially no amorphous component. It is an object of the present invention to provide a packaging container having at least a part of the outer periphery of the container, which has a high thermal shrinkage rate in the circumferential direction of the annular body, excellent appearance after shrinkage, and excellent heat-resistant blocking property, including PET bottles. It is an object of the present invention to provide a package coated with an annular body using a heat-shrinkable polyester-based film that can be recycled together with the container, or a packaging container having the same on at least a part of the outer periphery of the container.
前記課題を解決してなる、本発明の構成は以下のとおりである。
1.熱収縮性ポリエステル系フィルムを基材とし、フィルムの両端が接着された環状体が、包装対象物の外周の少なくとも一部に熱収縮した状態で被覆されている包装体であって、被覆されている該環状体が下記要件(1)~(3)を満たすことを特徴とする包装体。
(1)基材となる熱収縮性ポリエステル系フィルムが、全エステルユニット100モル%中にエチレンテレフタレートユニットを90モル%以上含有する
(2)基材となる熱収縮性ポリエステル系フィルムが、示差走査熱量計(DSC)の昇温過程で融解ピークを有しており、そのピーク温度である融点(Tm)が200℃以上280℃以下であり、かつそのピーク面積である融解熱量(ΔHm)が40J/g以上60J/g以下
(3)包装対象物の周方向において、熱機械分析(TMA)で得られる基材となる熱収縮性ポリエステル系フィルムの熱収縮率のピークが60℃以上120℃以下にあらわれ、そのピークにおける熱収縮率が1%以上40%以下
2.前記の被覆されている環状体の接着部分の剥離強度が2N/15mm以上15N/15mm以下であることを特徴とする1に記載の包装体。
3.前記の基材となる熱収縮性ポリエステル系フィルムの固有粘度(IV)が0.5dL/g以上0.8dL/g以下であることを特徴とする1又は2に記載の包装体。
4.前記接着が、有機溶剤組成物によりなされていることを特徴とする1~3に記載の包装体。
5.前記有機溶剤組成物中に高分子成分を含むことを特徴とする4に記載の包装体。
6.前記1~5のいずれかに記載の包装体を容器の外周の少なくとも一部に有することを特徴とする包装容器。
The configuration of the present invention that solves the above problems is as follows.
1. 1. A package in which a heat-shrinkable polyester-based film is used as a base material and both ends of the film are bonded to each other in a heat-shrinked state on at least a part of the outer periphery of the object to be packaged. A package in which the annular body satisfies the following requirements (1) to (3).
(1) The heat-shrinkable polyester-based film used as the base material contains 90 mol% or more of the ethylene terephthalate unit in 100 mol% of all ester units. (2) The heat-shrinkable polyester-based film used as the base material performs differential scanning. It has a melting peak in the process of raising the temperature of the calorimeter (DSC), the melting point (Tm) which is the peak temperature is 200 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, and the melting heat amount (ΔHm) which is the peak area is 40J. / G or more and 60 J / g or less (3) The peak of the heat shrinkage rate of the heat-shrinkable polyester-based film used as the base material obtained by thermal mechanical analysis (TMA) in the circumferential direction of the packaged object is 60 ° C or more and 120 ° C or less. The heat shrinkage at the peak is 1% or more and 40% or less. The package according to 1, wherein the peel strength of the adhesive portion of the coated annular body is 2N / 15 mm or more and 15N / 15 mm or less.
3. 3. The package according to 1 or 2, wherein the intrinsic viscosity (IV) of the heat-shrinkable polyester film as the base material is 0.5 dL / g or more and 0.8 dL / g or less.
4. 3. The package according to 1 to 3, wherein the adhesion is made by an organic solvent composition.
5. 4. The package according to 4, wherein the organic solvent composition contains a polymer component.
6. A packaging container comprising the package according to any one of 1 to 5 on at least a part of the outer circumference of the container.
本発明によれば、実質的に非晶質成分を含まず、熱収縮性ポリエステル系フィルムの主収縮方向である幅方向(すなわち環状体の周方向)の熱収縮率が高く収縮後の外観性に優れ、且つ、熱ブロッキング性に優れた環状体が被覆されている包装体を提供することができる。それゆえ、包装体を容器と一緒にリサイクルすることができるようになり、リサイクルの生産性増加だけでなく、リサイクルPETの品質向上にも資することができる。 According to the present invention, the heat-shrinkable polyester film is substantially free of amorphous components, has a high heat-shrinkability in the width direction (that is, the circumferential direction of the annular body), which is the main shrinkage direction of the heat-shrinkable polyester film, and has a high appearance after shrinkage. It is possible to provide a package coated with an annular body having excellent heat blocking properties. Therefore, the package can be recycled together with the container, which can contribute not only to the increase in recycling productivity but also to the improvement of the quality of recycled PET.
1.包装体
本発明の包装体は、熱収縮性ポリエステル系フィルムを基材とした環状体を、包装対象物の少なくとも外周の一部に被覆して熱収縮させてなるものであり、包装対象物としては、飲料用のPETボトルをはじめ、各種の瓶、缶、菓子や弁当等のプラスチック容器、紙製の箱等を挙げることができる(以下、これらを総称して包装対象物という)。包装対象物に被覆される包装体には、印刷が施されていても良いし、印刷が施されていなくても良く、環状体(以下ラベルと称する場合がある)の主収縮方向である周方向と直交する方向にミシン目またはノッチが設けられていてもよい。また、本発明のラベルは印刷されていても、印刷されていなくても構わないが、その評価手段としてラベルの印刷層の測定外乱要素を除くため、ラベルの印刷層のないフィルム基材だけを測定する場合がある。即ち、印刷が施されていないラベルはそのもの自体がフィルム基材であり、印刷が施されているラベルは有機溶剤で印刷層を拭取るなどして透明なフィルム基材のみとして評価する場合がある。このことを以下、「印刷層を除いたフィルム基材」と記載することがある。
本発明の環状体(印刷層を含む)の厚みは、ボトルのラベル用途や弁当箱等の結束目的で使用するバンディングフィルム用途等に用いられることを考慮すると、5μm以上200μm以下が好ましく、20μm以上150μmがより好ましい。厚みが200μmを超えると、単にフィルムの面積あたりの重量が増加するだけで経済的でない。一方、厚みが5μmを下回るとフィルムが極端に薄くなるため、環状体にする等の工程で扱い難く(ハンドリング性が悪く)なってしまう。
1. 1. Packaged body The packaged body of the present invention is formed by covering at least a part of the outer periphery of a packaged object with an annular body based on a heat-shrinkable polyester-based film and heat-shrinking the packaged object. Examples include PET bottles for beverages, various bottles, cans, plastic containers such as confectionery and lunch boxes, and paper boxes (hereinafter, these are collectively referred to as packaging objects). The package covered with the object to be packaged may or may not be printed, and is the circumference which is the main contraction direction of the annular body (hereinafter, may be referred to as a label). Perforations or notches may be provided in a direction orthogonal to the direction. Further, the label of the present invention may or may not be printed, but as an evaluation means thereof, in order to exclude the measurement disturbance element of the label print layer, only the film substrate without the label print layer is used. May be measured. That is, the unprinted label itself is a film base material, and the printed label may be evaluated as only a transparent film base material by wiping the printing layer with an organic solvent. .. This may be hereinafter referred to as "film substrate excluding the printing layer".
The thickness of the annular body (including the printed layer) of the present invention is preferably 5 μm or more and 200 μm or less, preferably 20 μm or more, considering that it is used for a label of a bottle, a banding film used for bundling a lunch box, or the like. 150 μm is more preferable. If the thickness exceeds 200 μm, the weight per area of the film simply increases, which is not economical. On the other hand, if the thickness is less than 5 μm, the film becomes extremely thin, which makes it difficult to handle (poor handleability) in a process such as forming an annular body.
1.1.包装体の熱収縮率
本発明の容器へ被覆された環状体(印刷層を除いたフィルム基材)は、熱機械分析(TMA)で得られる熱収縮率のピーク温度が60℃以上120℃以下にあらわれ、そのピークにおける熱収縮率が1%以上40%以下であることが好ましい。被覆された環状体の熱収縮率は、熱収縮性ポリエステル系フィルムを熱収縮させた後に残留している熱収縮率を意味しており、これは熱収縮性ポリエステル系フィルムを、後述の方法で熱収縮させて容器へ被覆させるときに消費される熱収縮率と言い換えることができる。被覆された環状体の熱収縮率のピーク温度が120℃より高いことは、フィルムを容器へ収縮させるときの温度が適正温度よりも高温であったことを示しており、収縮仕上がり性が悪化しやすくなる。被覆された環状体の熱収縮率のピーク温度が60℃よりも低い場合、包装体とした後に(常温下であっても)フィルムが収縮(寸法変化)しやすくなるため、包装体の意匠性が低下しやすくなるだけでなく、巻き締まりによる容器の変形も起きやすくなるため好ましくない。被覆された環状体の熱収縮率のピーク温度は65℃以上115℃以下であるとより好ましく、70℃以上120℃以下であるとさらに好ましい。
1.1. Heat shrinkage rate of the package The annular body (film substrate excluding the printing layer) coated on the container of the present invention has a peak temperature of the heat shrinkage rate obtained by thermomechanical analysis (TMA) of 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. It appears, and the heat shrinkage at the peak is preferably 1% or more and 40% or less. The heat shrinkage rate of the coated annular body means the heat shrinkage rate remaining after heat shrinkage of the heat shrinkable polyester film, which is a heat shrinkage polyester film, as described below. It can be rephrased as the heat shrinkage rate consumed when the container is heat-shrinked and coated. The fact that the peak temperature of the heat shrinkage rate of the coated annular body is higher than 120 ° C. indicates that the temperature at which the film is shrunk into the container is higher than the appropriate temperature, and the shrinkage finish is deteriorated. It will be easier. When the peak temperature of the heat shrinkage rate of the coated annular body is lower than 60 ° C., the film tends to shrink (dimension change) after being made into a package (even at room temperature), so that the design of the package is good. Not only is it likely to decrease, but it is also likely that the container will be deformed due to tightening, which is not preferable. The peak temperature of the heat shrinkage of the coated annular body is more preferably 65 ° C. or higher and 115 ° C. or lower, and further preferably 70 ° C. or higher and 120 ° C. or lower.
また、被覆された環状体のピーク温度における熱収縮率が40%よりも高いと、容器へ熱収縮させたときに収縮率の消費量が小さくなり、被覆された環状体が容器へ密着しにくくなってしまう。容器への密着が小さいと、被覆された環状体にシワやアバタといった外観不良が生じやすくなるため好ましくない。一方、被覆された環状体の熱収縮率が1%よりも小さいと、容器へのフィルムの熱収縮が過剰に発現したことを意味しており、容器が変形しやすくなるだけでなく、被覆された環状体(ラベル)のタテヒケやシワが発生しやすくなる。この場合も、やはり外観不良が生じやすくなるため好ましくない。被覆された環状体の熱収縮率は、2%以上35%以下だとさらに好ましい。 Further, when the heat shrinkage rate at the peak temperature of the coated annular body is higher than 40%, the consumption of the shrinkage rate becomes small when the coated annular body is heat-shrinked to the container, and the coated annular body is difficult to adhere to the container. turn into. If the adhesion to the container is small, the coated annular body tends to have poor appearance such as wrinkles and avatars, which is not preferable. On the other hand, if the heat shrinkage of the coated annular body is less than 1%, it means that the heat shrinkage of the film to the container is excessively developed, and the container is not only easily deformed but also coated. Vertical sink marks and wrinkles on the ring-shaped body (label) are likely to occur. In this case as well, poor appearance is likely to occur, which is not preferable. The heat shrinkage of the coated annular body is more preferably 2% or more and 35% or less.
1.2.被覆された環状体の融点(Tm)、融解熱量(ΔHm)
本発明の容器へ被覆された環状体(印刷層を除いたフィルム基材)は、示差走査熱量計(DSC)を用いて40℃から300℃まで昇温速度10℃/分で昇温して得られるサーモグラムにおいて、140℃以上の温度帯にあらわれる吸熱ピーク(融解ピーク)を有しており、そのピーク温度である融点(Tm)が200℃以上280℃以下であり、かつそのピーク面積である融解熱量(ΔHm)が40J/g以上60J/g以下であることが好ましい。DSCで室温から300℃まで昇温速度10℃/分で昇温したときのPETボトルのTmは約255℃、ΔHmは約50J/gであり、これらの熱特性からの乖離が大きいと、PETボトルと一緒に粉砕・溶融・固化して再生させる際、問題が生じやすくなるため好ましくない。具体的には、被覆された環状体のTmが200℃未満またはΔHmが40J/g未満であると、PETボトルと一緒に押し出し工程で溶融させる際、スクリューに樹脂が粘着する(いわゆる巻きつき)などの問題が発生しやすくなる。また、被覆された環状体に融解ピークが現れない場合も、上記の問題が生じやすくなる。一方、包装体のTmが280℃より高い、またはΔHmが60J/gよりも高いと、PETボトルと一緒に押し出し工程で溶融させる際、被覆された環状体の溶融に必要な熱が不足するため、急激な押し出し圧力の上昇によって押し出しがストップしてしまう可能性が大きくなる。被覆された環状体のTmは205℃以上275℃以下であるとより好ましく、210℃以上270℃以下であるとさらに好ましい。また、被覆された環状体のΔHmは42J/g以上58J/g以下であるとより好ましく、44J/g以上56J/g以下であるとさらに好ましい。
1.2. Melting point (Tm), heat of fusion (ΔHm) of the coated annular body
The annular body (film substrate excluding the printing layer) coated on the container of the present invention is heated from 40 ° C. to 300 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min using a differential scanning calorimeter (DSC). The obtained thermogram has an endothermic peak (melting peak) that appears in a temperature range of 140 ° C. or higher, and the melting point (Tm), which is the peak temperature, is 200 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, and the peak area thereof. It is preferable that a certain amount of heat of melting (ΔHm) is 40 J / g or more and 60 J / g or less. The Tm of the PET bottle is about 255 ° C. and the ΔHm is about 50 J / g when the temperature is raised from room temperature to 300 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min by DSC. It is not preferable because problems are likely to occur when crushing, melting, solidifying and regenerating with a bottle. Specifically, when the Tm of the coated annular body is less than 200 ° C. or the ΔHm is less than 40 J / g, the resin adheres to the screw (so-called wrapping) when it is melted together with the PET bottle in the extrusion process. Problems such as are likely to occur. In addition, the above problem is likely to occur when the melting peak does not appear in the coated annular body. On the other hand, if the Tm of the package is higher than 280 ° C. or the ΔHm is higher than 60 J / g, the heat required for melting the coated annular body is insufficient when melting the package together with the PET bottle in the extrusion process. , There is a high possibility that the extrusion will stop due to a sudden increase in the extrusion pressure. The Tm of the coated annular body is more preferably 205 ° C. or higher and 275 ° C. or lower, and further preferably 210 ° C. or higher and 270 ° C. or lower. Further, the ΔHm of the coated annular body is more preferably 42 J / g or more and 58 J / g or less, and further preferably 44 J / g or more and 56 J / g or less.
1.3.環状体を容器へ被覆させる方法
1.3.1.環状体の形成方法
包装対象物に熱収縮性ポリエステル系フィルムを被覆させるには、予め、主収縮方向が周方向になるように環状体を形成した上で、その環状体を包装対象物に被せて熱収縮させる方法を採用することが好ましい。環状体を形成する場合には、各種の接着剤を用いて熱収縮性ポリエステル系フィルムを接着する方法の他に、高温発熱体を利用して熱収縮性ポリエステル系フィルムを融着させ接着させる方法(たとえばヒートシール法、インパルスシール法、溶断シール法)等を利用することも可能である。
接着剤を用いて環状体を形成する場合、熱収縮性ポリエステル系フィルムの両端部を重ねて接着することが好ましい。ここで、端部とは幅方向(長手方向に沿う方向)の端部を意味し、端部より20mm以内の部分を含む位置のことである。従来、非晶質原料を用いた熱収縮性フィルムから環状体を形成する際、接着溶剤としては1,3-ジオキソランやテトラヒドロフラン等の溶剤が用いられてきた。ただし、本発明のように、全エステルユニット中にエチレンテレフタレートユニットを90モル%より多く含む熱収縮性ポリエステル系フィルムは、溶剤だけでは溶解しにくいため、高い接着強度を得ることが困難である。また、ポリエステル樹脂を熱で溶かしたホットメルトを接着剤として使用することで接着は可能だが、ホットメルトの熱によってフィルムが収縮してシワが入るために外観不良が発生しやすくなる。さらに、ホットメルトは粘度が高いため、接着剤を塗布する工程では、安定的に一定量をフィルムに塗布することは困難であり、生産速度が高速になるほど安定性が低下する。そこで、本発明では、環状体を形成するための接着剤として、溶剤(溶媒)に高分子組成物を含有させた、接着溶剤組成物を用いることで上記の欠点をカバーできるため好ましい。
1.3. Method of coating a container with an annular body 1.3.1. Method for forming an annular body In order to coat a packaged object with a heat-shrinkable polyester film, an annular body is formed in advance so that the main shrinkage direction is the circumferential direction, and then the annular body is covered with the packaged object. It is preferable to adopt a method of heat-shrinking. When forming an annular body, in addition to a method of adhering a heat-shrinkable polyester-based film using various adhesives, a method of fusing and adhering a heat-shrinkable polyester-based film using a high-temperature heating element. (For example, heat sealing method, impulse sealing method, fusing sealing method) and the like can also be used.
When forming an annular body using an adhesive, it is preferable to overlap and bond both ends of the heat-shrinkable polyester film. Here, the end portion means an end portion in the width direction (direction along the longitudinal direction), and is a position including a portion within 20 mm from the end portion. Conventionally, when forming an annular body from a heat-shrinkable film using an amorphous raw material, a solvent such as 1,3-dioxolane or tetrahydrofuran has been used as an adhesive solvent. However, as in the present invention, the heat-shrinkable polyester-based film containing more than 90 mol% of the ethylene terephthalate unit in all the ester units is difficult to dissolve with the solvent alone, so that it is difficult to obtain high adhesive strength. Further, although it is possible to adhere by using a hot melt in which a polyester resin is melted by heat as an adhesive, the film shrinks due to the heat of the hot melt and wrinkles are formed, so that an appearance defect is likely to occur. Further, since the hot melt has a high viscosity, it is difficult to stably apply a constant amount to the film in the step of applying the adhesive, and the higher the production speed, the lower the stability. Therefore, in the present invention, it is preferable to use an adhesive solvent composition in which a polymer composition is contained in a solvent (solvent) as an adhesive for forming an annular body, because the above-mentioned drawbacks can be covered.
接着溶剤組成物に用いる溶剤としては、高分子組成物への溶解性が高い良溶媒が挙げられ、具体例としては、1,3-ジオキソラン、テトラヒドロフラン、トルエン、1,4-ジオキサン、1,2,2,2-テトラクロロエタン、ベンゼン、キシレン等が挙げられる。この中でも、1,3-ジオキソラン、テトラヒドロフランは、高分子組成物への溶解性が高いため好ましく、中でも1,3-ジオキソランは溶解性が最も高いため特に好ましい。また、環状体の接着強度を調整する等の目的で、上記の良溶媒に、高分子組成物への溶解性が低い貧溶媒を混合してもよい。貧溶媒としての具体例は、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル等が挙げられる。これらの良溶媒と貧溶媒は、高分子組成物を溶解できる限り、単一もしくは混合いずれの状態で使用してもよい。
接着溶剤組成物に用いる高分子組成物は、エチレンテレフタレートユニットを主たる構成成分とするポリエステルであることが好ましい。ここで、「エチレンテレフタレートユニットを主たる構成成分とする」とは、ポリエステルの全構成成分量に対して、エチレンテレフタレートユニットを50モル%以上含有することを示す。しかし、耐薬品性が強くなり、1,3-ジオキソラン等の有機溶剤への可溶性が低下することから、エチレンテレフタレートユニットは、ポリエステルの構成ユニット100モル%中、70モル%以下が好ましく、60モル%以下がより好ましい。また、エチレンテレフタレートユニットは、ポリエステルの構成ユニット100モル%中、5モル%以上が好ましく、10モル%以上がより好ましい。
Examples of the solvent used in the adhesive solvent composition include good solvents having high solubility in the polymer composition, and specific examples thereof include 1,3-dioxolane, tetrahydrofuran, toluene, 1,4-dioxane, 1,2. , 2,2-Tetrachloroethane, benzene, xylene and the like. Of these, 1,3-dioxolane and tetrahydrofuran are preferable because they have high solubility in the polymer composition, and among them, 1,3-dioxolane is particularly preferable because they have the highest solubility. Further, for the purpose of adjusting the adhesive strength of the annular body, a poor solvent having low solubility in the polymer composition may be mixed with the above-mentioned good solvent. Specific examples of the poor solvent include acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, propyl acetate and the like. These good and poor solvents may be used in either a single state or a mixed state as long as the polymer composition can be dissolved.
The polymer composition used in the adhesive solvent composition is preferably polyester containing an ethylene terephthalate unit as a main component. Here, "having an ethylene terephthalate unit as a main component" means that the ethylene terephthalate unit is contained in an amount of 50 mol% or more with respect to the total amount of the components of the polyester. However, the ethylene terephthalate unit is preferably 70 mol% or less, preferably 60 mol% or less, based on 100 mol% of the polyester constituent unit, because the chemical resistance becomes stronger and the solubility in an organic solvent such as 1,3-dioxolane decreases. % Or less is more preferable. The ethylene terephthalate unit is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, out of 100 mol% of the polyester constituent unit.
接着溶剤組成物に用いるポリエステルを構成するテレフタル酸以外の他のジカルボン酸成分としては、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、オルトフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、および脂環式ジカルボン酸等を挙げることができる。
接着溶剤組成物に用いるポリエステルを構成するエチレングリコール以外の他のジオール成分としては、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール等の脂環式ジオール、ビスフェノールA等の芳香族系ジオール等を挙げることができる。
接着溶剤組成物に用いるポリエステルは、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸やアジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジメタノール等の環状ジオールや炭素数3個以上を有するジオール(例えば、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール等)のうちの1種以上を含有させて、ガラス転移点(Tg)を70℃以下としたポリエステルが好ましい。
また、接着溶剤組成物に用いるポリエステルは、全ポリエステル樹脂中における多価カルボン酸成分100モル%中あるいは多価アルコール成分100モル%中の非晶質成分となり得る1種以上のモノマー成分の合計が30モル%以上、好ましくは40モル%以上、より好ましくは50モル%以上である。非晶質成分となり得るモノマー成分の合計が30モル%未満だと、1,3-ジオキソランを始めとする有機溶剤への溶解性が低くなり、接着溶剤として用いることができないためである。
Examples of the dicarboxylic acid component other than terephthalic acid constituting the polyester used in the adhesive solvent composition include aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid and orthophthalic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid and decandicarboxylic acid. Such as aliphatic dicarboxylic acid, alicyclic dicarboxylic acid and the like can be mentioned.
Examples of the diol component other than ethylene glycol constituting the polyester used in the adhesive solvent composition include aliphatic diols such as 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, and hexanediol, 1,4. -Alicyclic diols such as cyclohexanedimethanol, aromatic diols such as bisphenol A and the like can be mentioned.
The polyester used in the adhesive solvent composition is an aromatic dicarboxylic acid such as isophthalic acid, an aliphatic dicarboxylic acid such as adipic acid, a cyclic diol such as 1,4-cyclohexanedimethanol, or a diol having 3 or more carbon atoms (for example,). A polyester containing at least one of (1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentylglycol, hexanediol, etc.) and having a glass transition point (Tg) of 70 ° C. or lower is preferable.
Further, the polyester used in the adhesive solvent composition has a total of one or more monomer components that can be an amorphous component in 100 mol% of the polyvalent carboxylic acid component or 100 mol% of the polyvalent alcohol component in the total polyester resin. It is 30 mol% or more, preferably 40 mol% or more, and more preferably 50 mol% or more. This is because if the total of the monomer components that can be amorphous components is less than 30 mol%, the solubility in organic solvents such as 1,3-dioxolane is low and the solvent cannot be used as an adhesive solvent.
非晶質成分となり得るモノマーとしては、例えば、イソフタル酸、オルトフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、ヘキサンジオールを挙げることができる。
接着溶剤組成物に含まれるポリエステルの含有量の上限は25質量%以下、好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下である。これは、接着溶剤組成物に含まれるポリエステルの含有量が多いほど接着溶剤組成物の粘度が高くなり、フィルムの端部を接着させる工程で、安定的に一定量で接着溶剤組成物をフィルムに塗布することが困難になるためである。また、接着溶剤組成物に含まれるポリエステルの含有量の下限は1質量%以上、好ましくは2重量%以上である。接着溶剤組成物に含まれるポリエステルの含有量が1質量%未満だと、ポリエチレンテレフタレートを25質量%より多く含むポリエステル系フィルムを接着した際に、十分な剥離強度を得ることができない。
接着溶剤組成物には、必要に応じて各種の添加剤や減粘剤、熱安定剤、着色用顔料、着色防止剤、紫外線吸収剤等を添加しても良い。
また、接着溶剤組成物の粘度の下限は特に限定されないが、粘度が低すぎると、接着工程において安定的に一定量を塗布することが困難になるため、100mPa・s以下が好ましい。
Examples of the monomer that can be an amorphous component include isophthalic acid, orthophthalic acid, adipic acid, sebacic acid, 1,4-cyclohexanedimethanol, neopentyl glycol, 1,3-propanediol, and 1,4-butanediol. Hexadiol can be mentioned.
The upper limit of the polyester content contained in the adhesive solvent composition is 25% by mass or less, preferably 20% by mass or less, and more preferably 15% by mass or less. This is because the higher the polyester content in the adhesive solvent composition, the higher the viscosity of the adhesive solvent composition, and in the process of adhering the edges of the film, the adhesive solvent composition is stably applied to the film in a constant amount. This is because it becomes difficult to apply. The lower limit of the polyester content contained in the adhesive solvent composition is 1% by mass or more, preferably 2% by weight or more. If the content of polyester contained in the adhesive solvent composition is less than 1% by mass, sufficient peel strength cannot be obtained when a polyester-based film containing more than 25% by mass of polyethylene terephthalate is adhered.
Various additives, thickeners, heat stabilizers, coloring pigments, anticoloring agents, ultraviolet absorbers and the like may be added to the adhesive solvent composition, if necessary.
Further, the lower limit of the viscosity of the adhesive solvent composition is not particularly limited, but if the viscosity is too low, it becomes difficult to stably apply a constant amount in the bonding step, so 100 mPa · s or less is preferable.
接着工程に際しては、接着溶剤組成物をフィルムに対し、50~550mg/m2程度で、公知のセンターシールマシン等を用いて塗布することが好ましい。また、接着工程での接着溶剤組成物の塗布幅は、接着部の剥がれを抑制するためにも1mm以上が好ましく、上限は特に限定されないが、使用するラベル面積は小さいほどコストも小さくなるため、10mm以下が好ましい。
接着工程の速度は特に限定されないが、高速化の点で300~500m/分が好ましい。接着工程後の環状体は、通常、平らに畳まれてロール状に巻き取られた後、環状体を繰り出して所定長さに裁断されて最終製品となる。ただし、最終製品とする際には、接着工程後にロールに巻き取らずに裁断工程を行ってもよい。
In the bonding step, it is preferable to apply the adhesive solvent composition to the film at about 50 to 550 mg / m2 using a known center seal machine or the like. Further, the coating width of the adhesive solvent composition in the adhesive step is preferably 1 mm or more in order to suppress peeling of the adhesive portion, and the upper limit is not particularly limited, but the smaller the label area used, the smaller the cost. It is preferably 10 mm or less.
The speed of the bonding step is not particularly limited, but is preferably 300 to 500 m / min in terms of speeding up. The annular body after the bonding step is usually folded flat and wound into a roll, and then the annular body is unwound and cut to a predetermined length to obtain a final product. However, in the case of making a final product, a cutting step may be performed without winding on a roll after the bonding step.
本発明の被覆された環状体は、溶剤接着部の剥離強度が2N/15mm以上あると好ましく、3N/15mm以上あればさらに好ましく、4N/15mm以上であれば特に好ましい。剥離強度が2N/15mm以上あれば、被覆された環状体が容器から剥離する等のトラブルを防ぐことができる。また、本発明の被覆された環状体において、溶剤接着部の剥離強度の上限は15N/15mm未満である。剥離強度が高いほど好ましいが、本発明では15N/15mmが技術的な限界であった。接着強度の測定方法は、実施例に記載の方法に従う。 The coated annular body of the present invention preferably has a solvent-bonded portion having a peel strength of 2N / 15 mm or more, more preferably 3N / 15 mm or more, and particularly preferably 4N / 15 mm or more. When the peel strength is 2N / 15 mm or more, troubles such as peeling of the coated annular body from the container can be prevented. Further, in the coated annular body of the present invention, the upper limit of the peel strength of the solvent-bonded portion is less than 15 N / 15 mm. The higher the peel strength, the more preferable, but in the present invention, 15N / 15mm was the technical limit. The method for measuring the adhesive strength follows the method described in Examples.
熱収縮性ポリエステル系フィルムを溶断シールする場合には、所定の自動製袋機械(たとえば、共栄印刷機械材料社製-RP500)を用いて、溶断刃の温度、角度を所定の条件(たとえば、溶断刃の温度=240℃、刃角=70°)に調整した上で、所定の速度(たとえば、100個/分)で環状体や袋状体を形成する方法等を採用することができる。なお、本発明においては、袋状体も環状体に含まれるものとする。加えて、包装対象物にラベルを被覆させる場合には、包装対象物の周囲に環状体を構成するフィルムを捲回させて重なった部分を溶断シールすることにより包装対象物の周囲に環状体を被せた後に熱収縮させる方法を採用することも可能である。 When fusing and sealing a heat-shrinkable polyester film, a predetermined automatic bag making machine (for example, Kyoei Printing Machinery Materials Co., Ltd.-RP500) is used to set the temperature and angle of the fusing blade under predetermined conditions (for example, fusing). After adjusting the blade temperature to 240 ° C. and the blade angle to 70 ° C., a method of forming an annular body or a bag-shaped body at a predetermined speed (for example, 100 pieces / minute) can be adopted. In the present invention, the bag-shaped body is also included in the annular body. In addition, when the label is to be coated on the object to be packaged, a film constituting the annular body is wound around the object to be packaged and the overlapped portion is fused and sealed to form the annular body around the object to be packaged. It is also possible to adopt a method of heat-shrinking after covering.
1.3.2.容器への熱収縮
上記で作製した環状体を容器へ被覆させるには、公知の方法を採用することができる。すなわち、熱収縮前の環状体を被せた容器をベルトコンベアー等にのせ、熱媒の吹き出すトンネル内部へと運んで環状体を熱収縮させることにより包装体を被覆させる。熱収縮前の環状体を容器へ被せる方法としては、人手、機械いずれでもよく、限定されるものではない。熱媒の種類は、水蒸気、または熱風が使用され、前者はスチームトンネル、後者は熱風トンネルとよばれる。熱媒には、スチーム、熱風いずれか単独で使用してもよく、これらのトンネルをつないで2種類を使用してもよい。また、トンネルは温度帯の異なるゾーンが2つ以上連結されていると、包装体を容器へ収縮させた後の仕上がり性が良好になりやすくなるため好ましい。温度帯の異なるゾーンを複数設ける場合、最初のゾーンを低温とし、その後のゾーンで徐々に温度を増加させていくと、仕上がり性が良好となるため、特に好ましい方法である。これらのトンネル通過時にラベルが熱収縮することにより、熱収縮後の環状体が容器に被覆される。本発明の包装体は、熱収縮後のものを指す。
1.3.2. Thermal shrinkage to the container A known method can be adopted to coat the container with the annular body produced above. That is, the container covered with the annular body before heat shrinkage is placed on a belt conveyor or the like, carried into the tunnel where the heat medium is blown out, and the annular body is heat-shrinked to cover the package. The method of covering the container with the annular body before heat shrinkage may be either manual or mechanical, and is not limited. Steam or hot air is used as the type of heat medium. The former is called a steam tunnel and the latter is called a hot air tunnel. As the heat medium, either steam or hot air may be used alone, or two types may be used by connecting these tunnels. Further, it is preferable that two or more zones having different temperature zones are connected to the tunnel because the finishability after shrinking the package into the container tends to be good. When a plurality of zones having different temperature zones are provided, it is a particularly preferable method to lower the temperature in the first zone and gradually increase the temperature in the subsequent zones because the finish quality is good. By heat-shrinking the label as it passes through these tunnels, the heat-shrinked annular body is coated on the container. The package of the present invention refers to a package after heat shrinkage.
環状体を熱収縮させるときのトンネル内温度としては、スチームトンネルの場合は50℃以上120℃以下、熱風トンネルの場合は60℃以上230℃以下であると好ましい。上記それぞれの下限温度よりも低い温度であると、包装体の幅方向における熱収縮最大応力が10MPaを超えやすくなり、外観不良が発生しやすくなるため好ましくない。上記それぞれの上限温度よりも高い温度である場合、包装体の幅方向における熱収縮最大応力が1MPaを下回りやすくなり、やはり外観不良が発生しやすくなるため好ましくない。スチームトンネルの場合、55℃以上115℃以下、熱風トンネルの場合、65℃以上225℃以下であるとより好ましい。
トンネルを通過させるときの滞留時間は、5秒以上60秒以下であると好ましい。滞留時間が5秒以下だと、包装体の熱収縮率が40%を超えやすくなり、外観不良が発生しやすくなるため好ましくない。一方、滞留時間が60秒以下だと、包装体の熱収縮率が1%を下回りやすくなり、やはり外観不良が発生しやすくなるため好ましくない。トンネル内の滞留時間は、10秒以上55秒以下であるとより好ましく、15秒以上50秒以下であるとさらに好ましい。
通常、容器に環状体を被覆させる場合には、当該の包装体を2~30%程度熱収縮させて包装対象物に密着させる。なお、本発明には、本発明のラベルを容器の外周の少なくとも一部に有する包装容器も含まれる。
The temperature inside the tunnel when the annular body is thermally shrunk is preferably 50 ° C. or higher and 120 ° C. or lower in the case of a steam tunnel, and 60 ° C. or higher and 230 ° C. or lower in the case of a hot air tunnel. If the temperature is lower than the lower limit temperature of each of the above, the maximum heat shrinkage stress in the width direction of the package tends to exceed 10 MPa, and poor appearance tends to occur, which is not preferable. When the temperature is higher than the upper limit temperature of each of the above, the maximum heat shrinkage stress in the width direction of the package tends to be less than 1 MPa, and the appearance defect is likely to occur, which is not preferable. In the case of a steam tunnel, it is more preferably 55 ° C. or higher and 115 ° C. or lower, and in the case of a hot air tunnel, it is more preferably 65 ° C. or higher and 225 ° C. or lower.
The residence time when passing through the tunnel is preferably 5 seconds or more and 60 seconds or less. If the residence time is 5 seconds or less, the heat shrinkage rate of the package tends to exceed 40%, and poor appearance tends to occur, which is not preferable. On the other hand, if the residence time is 60 seconds or less, the heat shrinkage rate of the package tends to be less than 1%, and the appearance is likely to be poor, which is not preferable. The residence time in the tunnel is more preferably 10 seconds or more and 55 seconds or less, and further preferably 15 seconds or more and 50 seconds or less.
Normally, when the container is coated with the annular body, the package is heat-shrinked by about 2 to 30% so as to be brought into close contact with the object to be packaged. The present invention also includes a packaging container having the label of the present invention on at least a part of the outer circumference of the container.
1.4.包装体の固有粘度(IV)
本発明の容器へ被覆された環状体(印刷層を除いたフィルム基材)の固有粘度(Intrinsic Viscosity:IV)は、0.5~0.8の範囲が好ましい。環状体のIVが0.5よりも低いと、耐引き裂き性向上効果の低下や輸送するときにクラックが発生しやすくなるため好ましくない。一方、IVが0.8より大きいと、基材フィルムの製膜工程で溶融押し出しする際、フィルターの濾圧上昇が大きくなり、高精度濾過が困難となる。上記固有粘度は、より好ましくは0.52以上、0.78以下である。
1.4. Intrinsic viscosity of package (IV)
The intrinsic viscosity (IV) of the annular body (film substrate excluding the printing layer) coated on the container of the present invention is preferably in the range of 0.5 to 0.8. If the IV of the annular body is lower than 0.5, the effect of improving the tear resistance is lowered and cracks are likely to occur during transportation, which is not preferable. On the other hand, if the IV is larger than 0.8, the filter pressure of the filter rises significantly when melt-extruding in the film forming process of the base film, which makes high-precision filtration difficult. The intrinsic viscosity is more preferably 0.52 or more and 0.78 or less.
2.熱収縮性ポリエステル系フィルムに用いるポリエステル原料
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムに用いるポリエステル原料は、エチレンテレフタレートユニットを全エステルユニット100モル%中、90モル%以上有する。好ましくは95モル%以上であり、最も好ましくは100モル%である。エチレンテレフタレートユニットは、エチレングリコールおよびテレフタル酸を主な構成成分として含有する。エチレンテレフタレートを用いることにより、熱収縮性ポリエステル系フィルムとして優れた耐熱性と透明性を得ることができ、融点Tmと融解熱量ΔHmをPETボトルに近づけることができる。
本発明に用いるポリエステル原料は、非晶質成分(非晶質アルコール成分および非晶質酸成分)を含み得るが、全アルコール成分100モル%中の非晶質アルコール成分の割合と、全酸成分100モル%中の非晶質酸成分の割合との合計が0モル%以上、5モル%以下に抑制されている。非晶質成分を5モル%より多く含むことで、融解ピークがあらわれにくくなる、融点Tmが200℃未満となりやすくなる、融解熱量ΔHmが40J/g未満となりやすくなるといった問題が生じる。非晶質成分を5モル%以下とすることで、これらの問題を解決することができる。本発明では上記のとおり、エチレンテレフタレートユニットのみからなるポリエステルであることが好ましいが、積極的に共重合するわけではなく、エチレンエレフタレートユニット中に、テレフタル酸とジエチレングリコールによる構成ユニットが副生成物として存在しても良い。非晶質成分の含有量は少ない程良く、最も好ましくは0モル%である。
2. 2. Polyester raw material used for heat-shrinkable polyester-based film The polyester raw material used for the heat-shrinkable polyester-based film of the present invention has an ethylene terephthalate unit in an amount of 90 mol% or more in 100 mol% of all ester units. It is preferably 95 mol% or more, and most preferably 100 mol%. The ethylene terephthalate unit contains ethylene glycol and terephthalic acid as main constituents. By using ethylene terephthalate, excellent heat resistance and transparency can be obtained as a heat-shrinkable polyester film, and the melting point Tm and the heat of fusion ΔHm can be brought close to those of a PET bottle.
The polyester raw material used in the present invention may contain an amorphous component (amorphous alcohol component and an amorphous acid component), but the ratio of the amorphous alcohol component to 100 mol% of the total alcohol component and the total acid component The total with the ratio of the amorphous acid component in 100 mol% is suppressed to 0 mol% or more and 5 mol% or less. When the amorphous component is contained in an amount of more than 5 mol%, there are problems that the melting peak is less likely to appear, the melting point Tm is likely to be less than 200 ° C., and the heat of fusion ΔHm is likely to be less than 40 J / g. These problems can be solved by setting the amorphous component to 5 mol% or less. In the present invention, as described above, it is preferable that the polyester is composed of only an ethylene terephthalate unit, but it is not positively copolymerized, and a constituent unit consisting of terephthalic acid and diethylene glycol is used as a by-product in the ethylene elephthalate unit. May exist. The smaller the content of the amorphous component, the better, and most preferably 0 mol%.
非晶質酸成分(カルボン酸成分)のモノマーとしては、例えばイソフタル酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸等が挙げられる。
また非晶質アルコール成分(ジオール成分)のモノマーとしては、例えばネオペンチルグリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、2,2-ジエチル1,3-プロパンジオール、2-n-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、2,2-イソプロピル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジ-n-ブチル-1,3-プロパンジオール、ヘキサンジオール等が挙げられる。
本発明に用いるポリエステル原料は、上述したエチレンテレフタレートや非晶質成分以外の成分として、エチレングリコール以外のジオール成分である1,4-ブタンジオールを用いても良い。1,4-ブタンジオールは、ポリエステルフィルムの融点を下げ、低Tg成分として有用であるが、本発明の趣旨から言えば出来るだけ含まないことが好ましい。1,4-ブタンジオールの含有量を10モル%以下とすることで、融点Tmと融解熱量ΔHmをPETボトルに近づけることができる。全アルコール成分および全酸成分に占める1,4-ブタンジオールの好ましい含有量は10モル%以下であり、より好ましくは5モル%以下、最も好ましくは0モル%である。
Examples of the monomer of the amorphous acid component (carboxylic acid component) include isophthalic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and the like.
Examples of the monomer of the amorphous alcohol component (diol component) include neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, diethylene glycol, 2,2-diethyl1,3-propanediol, and 2-n-butyl-2-. Examples thereof include ethyl-1,3-propanediol, 2,2-isopropyl-1,3-propanediol, 2,2-di-n-butyl-1,3-propanediol, and hexanediol.
As the polyester raw material used in the present invention, 1,4-butanediol, which is a diol component other than ethylene glycol, may be used as a component other than the above-mentioned ethylene terephthalate and amorphous component. Although 1,4-butanediol lowers the melting point of the polyester film and is useful as a low Tg component, it is preferable that 1,4-butanediol is not contained as much as possible from the viewpoint of the present invention. By setting the content of 1,4-butanediol to 10 mol% or less, the melting point Tm and the heat of fusion ΔHm can be brought close to those of a PET bottle. The content of 1,4-butanediol in the total alcohol component and the total acid component is preferably 10 mol% or less, more preferably 5 mol% or less, and most preferably 0 mol%.
本発明に用いるポリエステル原料は、必要に応じて各種の添加剤を添加することができる。上記添加剤は特に限定されず、例えばワックス類、酸化防止剤、帯電防止剤、結晶核剤、減粘剤、熱安定剤、着色用顔料、着色防止剤、紫外線吸収剤などの公知の添加剤が挙げられる。
また、上記ポリエステル原料は、フィルムの作業性(滑り性)を良好にするため、滑剤として作用する微粒子を添加することが好ましい。上記微粒子としては、無機系微粒子および有機系微粒子の種類を問わず、任意のものを選択することができる。無機系微粒子としては、例えばシリカ、アルミナ、二酸化チタン、炭酸カルシウム、カオリン、硫酸バリウム等が挙げられる。有機系微粒子としては、例えばアクリル系樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、架橋ポリスチレン粒子等が挙げられる。上記微粒子の平均粒径は、コールターカウンタにて測定した場合、約0.05~3.0μmの範囲内であることが好ましい。
上記ポリエステル原料中に上記微粒子を配合する方法は特に限定されず、例えば、ポリエステル系樹脂を製造する任意の段階で添加することができるが、エステル化の段階、もしくはエステル交換反応終了後、重縮合反応開始前の段階でエチレングリコール等に分散させたスラリーとして添加し、重縮合反応を進めるのが好ましい。また、ベント付き混練押出し機を用いてエチレングリコールまたは水等に分散させた微粒子のスラリーとポリエステル系樹脂原料とをブレンドする方法;または混練押出し機を用いて、乾燥させた微粒子とポリエステル系樹脂原料とをブレンドする方法等によって行っても良い。
Various additives can be added to the polyester raw material used in the present invention, if necessary. The above additives are not particularly limited, and are known additives such as waxes, antioxidants, antistatic agents, crystal nucleating agents, thickeners, heat stabilizers, coloring pigments, anticoloring agents, and ultraviolet absorbers. Can be mentioned.
Further, in the polyester raw material, it is preferable to add fine particles acting as a lubricant in order to improve the workability (slipperiness) of the film. As the fine particles, any kind can be selected regardless of the types of the inorganic fine particles and the organic fine particles. Examples of the inorganic fine particles include silica, alumina, titanium dioxide, calcium carbonate, kaolin, barium sulfate and the like. Examples of the organic fine particles include acrylic resin particles, melamine resin particles, silicone resin particles, crosslinked polystyrene particles and the like. The average particle size of the fine particles is preferably in the range of about 0.05 to 3.0 μm when measured with a Coulter counter.
The method of blending the fine particles in the polyester raw material is not particularly limited, and for example, it can be added at any stage of producing a polyester resin, but it is subjected to polycondensation at the esterification stage or after the transesterification reaction is completed. It is preferable to add it as a slurry dispersed in ethylene glycol or the like at a stage before the start of the reaction to proceed with the polycondensation reaction. Further, a method of blending a slurry of fine particles dispersed in ethylene glycol or water using a kneaded extruder with a vent and a polyester resin raw material; or a method of blending the dried fine particles and a polyester resin raw material using a kneaded extruder. It may be done by a method of blending with and the like.
ポリエステル原料の固有粘度(Intrinsic Viscosity:IV)は、0.5~0.8の範囲が好ましい。IVが0.5よりも低いと、耐引き裂き性向上効果の低下や包装体として輸送するときにクラックが発生しやすくなるため好ましくない。一方、IVが0.8より大きいと濾圧上昇が大きくなり、高精度濾過が困難となる。上記固有粘度は、より好ましくは0.52以上、0.78以下である。
本発明の熱収縮性ポリエステル系フィルムは、フィルム表面の印刷性や接着性を良好にするためにコロナ処理、コーティング処理や火炎処理等を施したりすることも可能である。
The intrinsic viscosity (IV) of the polyester raw material is preferably in the range of 0.5 to 0.8. If the IV is lower than 0.5, the effect of improving the tear resistance is lowered and cracks are likely to occur when the package is transported, which is not preferable. On the other hand, when IV is larger than 0.8, the increase in filtration pressure becomes large, which makes high-precision filtration difficult. The intrinsic viscosity is more preferably 0.52 or more and 0.78 or less.
The heat-shrinkable polyester-based film of the present invention can also be subjected to corona treatment, coating treatment, flame treatment, or the like in order to improve the printability and adhesiveness of the film surface.
3.熱収縮性ポリエステル系フィルムの特性
本発明の環状体に使用する熱収縮性ポリエステル系フィルムをボトルのラベル用途に用いる場合、ラベルの収縮仕上がり性に最も寄与するのが、幅方向では90℃、長手方向では70℃、90℃であり、当該温度帯における収縮率の制御が他の温度帯より技術的に難しい。本発明によれば、主収縮方向である幅方向の熱収縮率が非常に高く、長手方向の熱収縮率が低いフィルムであって、且つ、厚み斑の小さい熱収縮性ポリエステル系フィルムを環状体として使用できた点で非常に有用である。
3.1 幅方向の熱収縮率
本発明の環状体に用いる熱収縮性ポリエステル系フィルムは、90℃の温湯中に10秒間浸漬させたときの幅方向(主収縮方向)における収縮率が50%以上75%以下であると好ましい。ここで「幅方向」とは長手方向(機械方向、Machine Direction;MD)と直交する方向であり、横方向(Transverse Direction;TD)とも呼ばれる。90℃における幅方向の熱収縮率が50%未満であると、容器等に被覆収縮させる際に、フィルムの収縮が不足して容器にきれいに密着せず、外観不良が起こるため好ましくない。一方、90℃における幅方向の熱収縮率が75%を超えると、容器等に被覆収縮させる際に収縮速度が極端に速くなってしまい、フィルムの歪み等が発生するため好ましくない。90℃における幅方向の熱収縮率は、55%以上70%以下がより好ましく、60%以上65%以下がさらに好ましい。
3. 3. Characteristics of heat-shrinkable polyester-based film When the heat-shrinkable polyester-based film used for the annular body of the present invention is used for label applications of bottles, the most contributor to the shrinkage finish of the label is 90 ° C. in the width direction and the longitudinal length. The temperature is 70 ° C. and 90 ° C. in the direction, and it is technically more difficult to control the shrinkage rate in the temperature zone than in other temperature zones. According to the present invention, a heat-shrinkable polyester-based film having a very high heat-shrinkage rate in the width direction, which is the main shrinkage direction, and a low heat-shrinkage rate in the longitudinal direction, and having a small thickness unevenness is formed into an annular body. It is very useful in that it can be used as.
3.1 Heat shrinkage in the width direction The heat-shrinkable polyester film used for the annular body of the present invention has a shrinkage rate of 50% in the width direction (main shrinkage direction) when immersed in hot water at 90 ° C. for 10 seconds. It is preferably 75% or more and preferably 75% or less. Here, the "width direction" is a direction orthogonal to the longitudinal direction (machine direction; MD), and is also called a transverse direction (TD). If the heat shrinkage rate in the width direction at 90 ° C. is less than 50%, the film shrinks insufficiently when the container or the like is coated and shrunk, and the film does not adhere to the container cleanly, resulting in poor appearance, which is not preferable. On the other hand, if the heat shrinkage rate in the width direction at 90 ° C. exceeds 75%, the shrinkage rate becomes extremely high when the container or the like is coated and shrunk, and the film is distorted, which is not preferable. The heat shrinkage rate in the width direction at 90 ° C. is more preferably 55% or more and 70% or less, and further preferably 60% or more and 65% or less.
3.2.長手方向の熱収縮率
本発明の環状体に用いる熱収縮性ポリエステル系フィルムは、90℃の温湯中に10秒間浸漬させたときの長手方向(機械方向、MD)における熱収縮率が-6%以上14%以下であると好ましい。90℃における長手方向の熱収縮率が-6%未満であると、容器等に被覆収縮させる際に、伸びが生じすぎてシワになり易く、良好な収縮外観を得ることができないので好ましくない。一方、90℃における長手方向の熱収縮率が14%を超えると、収縮後に歪みやヒケが生じ易くなるので好ましくない。90℃における長手方向の熱収縮率は、-4%以上12%以下がより好ましく、-2%以上10%以下がさらに好ましい。
更に本発明の環状体に用いる熱収縮性ポリエステル系フィルムは、70℃の温湯中に10秒間浸漬させたときの長手方向(機械方向、MD)における熱収縮率が-6%以上6%以下であると好ましい。70℃における長手方向の熱収縮率が-6%未満であると、容器等に被覆収縮させる際に、伸びが生じすぎてシワになり易く、良好な収縮外観を得ることができないので好ましくない。一方、70℃における長手方向の熱収縮率が6%を超えると、収縮後に歪みやヒケが生じ易くなるので好ましくない。70℃における長手方向の熱収縮率は、-4%以上4%以下がより好ましく、-2%以上2%以下がさらに好ましい。
3.2. Thermal shrinkage in the longitudinal direction The heat-shrinkable polyester film used for the annular body of the present invention has a thermal shrinkage of -6% in the longitudinal direction (mechanical direction, MD) when immersed in hot water at 90 ° C. for 10 seconds. It is preferably 14% or more and preferably 14% or less. If the heat shrinkage rate in the longitudinal direction at 90 ° C. is less than -6%, it is not preferable because when the container or the like is coated and shrunk, it is easily stretched and wrinkled easily, and a good shrinkage appearance cannot be obtained. On the other hand, if the heat shrinkage rate in the longitudinal direction at 90 ° C. exceeds 14%, distortion and sink marks are likely to occur after shrinkage, which is not preferable. The heat shrinkage rate in the longitudinal direction at 90 ° C. is more preferably -4% or more and 12% or less, and further preferably -2% or more and 10% or less.
Further, the heat-shrinkable polyester film used for the annular body of the present invention has a heat-shrinkage rate of -6% or more and 6% or less in the longitudinal direction (mechanical direction, MD) when immersed in hot water at 70 ° C. for 10 seconds. It is preferable to have it. If the heat shrinkage rate in the longitudinal direction at 70 ° C. is less than -6%, it is not preferable because when the container or the like is coated and shrunk, it is likely to be stretched too much and wrinkle easily, and a good shrinkage appearance cannot be obtained. On the other hand, if the heat shrinkage rate in the longitudinal direction at 70 ° C. exceeds 6%, distortion and sink marks are likely to occur after shrinkage, which is not preferable. The heat shrinkage rate in the longitudinal direction at 70 ° C. is more preferably -4% or more and 4% or less, and further preferably -2% or more and 2% or less.
3.3.幅方向の厚み斑
本発明の環状体に用いる熱収縮性ポリエステル系フィルムは、幅方向にわたって測定長さを1mとした場合の厚み斑が1%以上20%以下であると好ましい。幅方向の厚み斑が20%を超えると、フィルムをロールとして巻き取ったときに端面ズレやシワ等の外観不良が起こるだけでなく、フィルムを印刷するときに印刷不良が発生し易くなるので好ましくない。長手方向の厚み斑は、19%以下がより好ましく、18%以下がさらに好ましい。幅方向の厚み斑は小さいほど好ましいが、製膜装置の性能等を考慮すると1%程度が限界であると考えらえる。
3.3. Thickness unevenness in the width direction The heat-shrinkable polyester film used for the annular body of the present invention preferably has a thickness unevenness of 1% or more and 20% or less when the measured length is 1 m in the width direction. If the thickness unevenness in the width direction exceeds 20%, not only appearance defects such as end face misalignment and wrinkles occur when the film is wound as a roll, but also printing defects are likely to occur when printing the film, which is preferable. do not have. The thickness unevenness in the longitudinal direction is more preferably 19% or less, further preferably 18% or less. The smaller the thickness unevenness in the width direction is, the more preferable it is, but considering the performance of the film forming apparatus and the like, it is considered that the limit is about 1%.
3.4.幅方向の最大熱収縮応力
本発明の環状体に用いる熱収縮性ポリエステル系フィルムは、熱収縮前において、機械分析(TMA)で得られる縮方向の最大熱収縮応力が4MPa以上13MPa以下であることが好ましい。
熱収縮の際、幅方向の最大熱収縮応力が13MPaを上回ると、容器等の被包装対象物が変形し易くなるため好ましくない。一方、幅方向における最大熱収縮応力が4MPaを下回ると、熱収縮の際に容器への密着度合いが低下し、収縮後の仕上がり性が悪化するので好ましくない。熱収縮前における幅方向の最大熱収縮応力は、5MPa以上12MPa以下であるとより好ましく、6MPa以上11MPa以下であるとさらに好ましい。
3.4. Maximum heat shrinkage stress in the width direction The heat shrinkable polyester film used for the annular body of the present invention has a maximum heat shrinkage stress in the shrinkage direction obtained by mechanical analysis (TMA) of 4 MPa or more and 13 MPa or less before heat shrinkage. Is preferable.
If the maximum heat shrinkage stress in the width direction exceeds 13 MPa during heat shrinkage, the object to be packaged such as a container is likely to be deformed, which is not preferable. On the other hand, if the maximum heat shrinkage stress in the width direction is less than 4 MPa, the degree of adhesion to the container during heat shrinkage decreases, and the finish after shrinkage deteriorates, which is not preferable. The maximum heat shrinkage stress in the width direction before heat shrinkage is more preferably 5 MPa or more and 12 MPa or less, and further preferably 6 MPa or more and 11 MPa or less.
3.5.密度から算出した結晶化度
本発明の環状体に用いる熱収縮性ポリエステル系フィルムは、密度から算出した結晶化度が1%以上15%以下であることが好ましい。上記結晶化度が15%を上回ると、幅方向における熱収縮率が増加する。幅方向における熱収縮率と結晶化度との関係については、後述する。上記結晶化度は低ければ低いほど、幅方向における熱収縮率が増加するため良く、13%以下がより好ましく、11%以下が更に好ましい。なお上記結晶化度は、現在の技術水準では1%程度が下限である。結晶化度の測定方法は、実施例の欄に記載する。
3.5. Crystallinity Calculated from Density The heat-shrinkable polyester film used for the annular body of the present invention preferably has a crystallinity calculated from the density of 1% or more and 15% or less. When the degree of crystallinity exceeds 15%, the heat shrinkage rate in the width direction increases. The relationship between the heat shrinkage rate and the crystallinity in the width direction will be described later. The lower the crystallinity, the more the heat shrinkage rate in the width direction increases, which is better, more preferably 13% or less, still more preferably 11% or less. The lower limit of the crystallinity is about 1% at the current state of the art. The method for measuring the crystallinity is described in the column of Examples.
3.6.その他の特性
本発明に環状体に用いる熱収縮性ポリエステル系フィルム(印刷層を除いたフィルム基材)の厚みは、ボトルのラベル用途や弁当箱等の結束目的で使用するバンディングフィルム用途等に用いられることを考慮すると、5μm以上200μm以下が好ましく、20μm以上150μmがより好ましい。厚みが200μmを超えると、単にフィルムの面積あたりの重量が増加するだけで経済的でない。一方、厚みが5μmを下回るとフィルムが極端に薄くなるため、環状体にする等の工程で扱い難く(ハンドリング性が悪く)なってしまう。
また、ヘイズ値は2%以上13%以下が好ましい。ヘイズ値が13%を超えると、透明性が不良となり、ラベル作成の際に見栄えが悪くなる虞があるので好ましくない。ヘイズ値は、11%以下がより好ましく、9%以下が更に好ましい。なおヘイズ値は小さいほど好ましいが、実用上必要な滑り性を付与する目的でフィルムに所定量の滑剤を添加せざるを得ないこと等を考慮すると、2%程度が下限になる。
3.6. Other properties The thickness of the heat-shrinkable polyester film (film base material excluding the printing layer) used for the annular body in the present invention is used for label applications of bottles and banding film applications used for binding purposes such as lunch boxes. It is preferably 5 μm or more and 200 μm or less, and more preferably 20 μm or more and 150 μm or less. If the thickness exceeds 200 μm, the weight per area of the film simply increases, which is not economical. On the other hand, if the thickness is less than 5 μm, the film becomes extremely thin, which makes it difficult to handle (poor handling) in a process such as forming an annular body.
The haze value is preferably 2% or more and 13% or less. If the haze value exceeds 13%, the transparency becomes poor and the appearance may be deteriorated when creating a label, which is not preferable. The haze value is more preferably 11% or less, further preferably 9% or less. The smaller the haze value is, the more preferable it is, but considering that a predetermined amount of lubricant must be added to the film for the purpose of imparting slipperiness necessary for practical use, the lower limit is about 2%.
4.環状体に用いる熱収縮性ポリエステル系フィルムの製造方法
本発明の環状体に用いる熱収縮性ポリエステル系フィルムは、上記2.熱収縮性ポリエステル系フィルムに用いるポリエステル原料で記載した原料を押出機により溶融押し出しして得られた未延伸フィルムを用いて、下記条件で横延伸することによって製造することができる。具体的には、(Tg+40℃)以上(Tg+70℃)以下の温度(T1)で予熱し、前記予熱されたフィルムを(Tg+5℃)以上(Tg+40℃)以下の温度(T2)で横延伸し、前記横延伸されたフィルムを(Tg-10℃)以上(Tg+15℃)以下の温度(T3)で更に延伸する。ここで前記T1、T2、T3はT1>T2>T3の関係を満足する。必要に応じて、前記T3での第2横延伸の後、(Tg-30℃)以上Tg以下の温度で熱処理しても良い。なお、ポリエステルは、前述した好適なジカルボン酸成分とジオール成分とを公知の方法で重縮合させることによって得ることができる。また通常は、チップ状のポリエステルを2種以上混合してフィルムの原料として使用する。
以下、各工程について詳述する。
4. Method for producing a heat-shrinkable polyester-based film used for an annular body The heat-shrinkable polyester-based film used for the ring-shaped body of the present invention is described in 2. above. It can be produced by laterally stretching under the following conditions using an unstretched film obtained by melt-extruding the raw material described in the polyester raw material used for the heat-shrinkable polyester-based film with an extruder. Specifically, the preheated film is preheated at a temperature (T1) of (Tg + 40 ° C.) or higher (Tg + 70 ° C.) or lower, and the preheated film is transversely stretched at a temperature (T2) of (Tg + 5 ° C.) or higher (Tg + 40 ° C.) or lower. The laterally stretched film is further stretched at a temperature (T3) of (Tg-10 ° C.) or higher (Tg + 15 ° C.) or lower. Here, the T1, T2, and T3 satisfy the relationship of T1>T2> T3. If necessary, after the second transverse stretching at T3, heat treatment may be performed at a temperature of (Tg-30 ° C.) or more and Tg or less. The polyester can be obtained by polycondensing the above-mentioned suitable dicarboxylic acid component and diol component by a known method. Usually, two or more kinds of chip-shaped polyester are mixed and used as a raw material for a film.
Hereinafter, each step will be described in detail.
4.1.溶融押し出し
原料樹脂を溶融押し出しする際には、ポリエステル原料をホッパードライヤー、パドルドライヤー等の乾燥機、または真空乾燥機を用いて乾燥するのが好ましい。このようにしてポリエステル原料を乾燥した後、押出機を利用して200~300℃の温度で溶融し、フィルム状に押し出す。押し出しに際しては、Tダイ法、チューブラー法等、既存の任意の方法を採用することができる。
そして、押し出し後のシート状の溶融樹脂を急冷することによって未延伸フィルムを得ることができる。なお、溶融樹脂を急冷する方法としては、溶融樹脂を口金から回転ドラム上にキャストして急冷固化することにより実質的に未配向の樹脂シートを得る方法が好適に用いられる。
得られた未延伸フィルムを、以下に詳述する方法で幅(横)方向へ延伸することにより、本発明の環状体に用いる熱収縮性ポリエステル系フィルムを得ることができる。
4.1. When the raw material resin is melt-extruded, it is preferable to dry the polyester raw material using a dryer such as a hopper dryer or a paddle dryer, or a vacuum dryer. After the polyester raw material is dried in this way, it is melted at a temperature of 200 to 300 ° C. using an extruder and extruded into a film. For extrusion, any existing method such as the T-die method and the tubular method can be adopted.
Then, an unstretched film can be obtained by quenching the sheet-shaped molten resin after extrusion. As a method for rapidly cooling the molten resin, a method of casting the molten resin from a base onto a rotary drum and quenching and solidifying the molten resin to obtain a substantially unoriented resin sheet is preferably used.
By stretching the obtained unstretched film in the width (lateral) direction by the method described in detail below, a heat-shrinkable polyester-based film used for the annular body of the present invention can be obtained.
4.2.横延伸
以下、本発明の環状体に用いる熱収縮性ポリエステル系フィルムを得るための延伸方法について、従来の熱収縮性ポリエステル系フィルムの製膜方法、および非特許文献1及び2を引用して分子構造との差異を考慮しつつ、詳細に説明する。
フィルムの収縮挙動を支配する分子構造の詳細は、未だ明らかになっていない部分が多いが、大まかには配向した非晶質分子が収縮特性に関与していると考えられている。そのため、通常、熱収縮性ポリエステル系フィルムは非晶質原料を使用し、収縮させたい方向(主収縮方向、通常は幅方向)へ延伸することによって製造される。従来の非晶質原料を用いた熱収縮性ポリエステル系フィルムは、一般的にはガラス転移温度(Tg)からTg+30℃の温度で、3.5倍から5.5倍程度の延伸倍率(最終延伸倍率)で延伸して製造されている。この延伸条件によって非晶質分子が配向し、フィルムに収縮率が備わると考えられており、延伸温度が低いほど、または延伸倍率が高いほど収縮率は高くなる(すなわち非晶質分子が配向し易くなる)。
一方、本発明の環状体に用いる熱収縮性ポリエステル系フィルムように、非晶質成分となり得るモノマー成分(非晶質原料)が0モル%以上5モル%以下と、実質的に非晶質原料を含まない場合、上記と同じ温度、すなわちTgからTg+30℃の温度で延伸すると、2倍から2.5倍までの倍率で延伸すればフィルムは収縮するものの、上記と同じ倍率、すなわち3.5倍から5.5倍程度の延伸を施すとフィルムの収縮率は逆に低下してしまう。例えば後記する表1の比較例1、3は、いずれもTg=75℃のポリエステル原料を用いて、85~90℃(比較例1)または80℃(比較例3)の温度で、3.6倍(比較例1)または2.4倍(比較例3)で横延伸してフィルムを製造した例である。延伸倍率が2.4倍と低い比較例3では幅方向の収縮率は55.3%と高いが、延伸倍率が3.6倍と高い比較例1では幅方向の収縮率は26.8%と大幅に低下した。
4.2. Lateral Stretching Hereinafter, regarding the stretching method for obtaining the heat-shrinkable polyester-based film used for the annular body of the present invention, the conventional method for forming a heat-shrinkable polyester-based film and the molecules with reference to
The details of the molecular structure that governs the shrinkage behavior of the film have not been clarified yet, but it is roughly considered that the oriented amorphous molecules are involved in the shrinkage characteristics. Therefore, the heat-shrinkable polyester film is usually produced by using an amorphous raw material and stretching it in a direction to be shrunk (main shrinkage direction, usually width direction). A heat-shrinkable polyester film using a conventional amorphous raw material generally has a stretching ratio (final stretching) of about 3.5 to 5.5 times at a temperature from the glass transition temperature (Tg) to Tg + 30 ° C. It is manufactured by stretching at (magnification). It is considered that the amorphous molecules are oriented by these stretching conditions and the film has a shrinkage rate. The lower the stretching temperature or the higher the stretching ratio, the higher the shrinkage rate (that is, the amorphous molecules are oriented). It will be easier).
On the other hand, like the heat-shrinkable polyester film used for the annular body of the present invention, the monomer component (amorphous raw material) that can be an amorphous component is 0 mol% or more and 5 mol% or less, which is a substantially amorphous raw material. When the film is stretched at the same temperature as above, that is, at a temperature of Tg to Tg + 30 ° C., the film shrinks when stretched at a magnification of 2 to 2.5 times, but the same magnification as above, that is, 3.5. If the film is stretched about 2 to 5.5 times, the shrinkage rate of the film will decrease. For example, Comparative Examples 1 and 3 in Table 1 described later are all 3.6 at a temperature of 85 to 90 ° C. (Comparative Example 1) or 80 ° C. (Comparative Example 3) using a polyester raw material having Tg = 75 ° C. This is an example in which a film was produced by laterally stretching the film by a factor of 2 (Comparative Example 1) or 2.4 times (Comparative Example 3). In Comparative Example 3 in which the draw ratio is as low as 2.4 times, the shrinkage ratio in the width direction is as high as 55.3%, but in Comparative Example 1 in which the draw ratio is as high as 3.6 times, the shrinkage ratio in the width direction is 26.8%. It dropped significantly.
この理由は、延伸によって配向した分子が結晶化(配向結晶化)し、フィルムの収縮(すなわち、非晶質分子の収縮)を阻害するためと考えられている。例えば非特許文献1の図4には、ポリエチレンテレフタレート繊維の一軸延伸における応力(横軸)と複屈折(縦軸)との関係が示されており、この図から分子配向の変化の様子を読み取ることができる。すなわち、延伸倍率DRが約2倍までの領域では応力と複屈折は線形関係にあり、延伸を停止すると応力が緩和されると共に複屈折が低下する。複屈折の低下は分子鎖の緩和を示しており、フィルムに置き換えた場合、フィルムの収縮を示している(収縮率の発現)と考えられる。一方、延伸倍率DRが2倍を超えると、応力と複屈折の線形関係は成立し難くなり、延伸を停止しても複屈折の低下は見られなくなる。この現象が配向結晶化による収縮率の低下を示していると考えられる。このことより、本発明のように非晶質原料を実質的に含まない場合であっても、延伸による配向結晶化が発生しない条件であればフィルムに収縮率を発現させることができると考えられる。
It is considered that the reason for this is that the molecules oriented by stretching crystallize (aligned crystallization) and inhibit the shrinkage of the film (that is, the shrinkage of the amorphous molecule). For example, FIG. 4 of
ここで、延伸しても配向結晶化しない延伸条件は、例えば非特許文献2の図2の写真に示されている。ここには、85℃(=Tg+10℃)の低温延伸では結晶ピークが見られたのに対し、130℃(=Tg+55℃)程度の高温延伸では結晶ピークが見られず、分子が全く配向結晶化しないことが示されている。これは、高温延伸では延伸中に起こる分子の緩和が配向する速度よりも速いためと考えられている。実際のところ本発明者らがフィルムの製造ラインで130℃の一定温度にて高温延伸を実施したところ、上記メカニズムの通り、分子が配向しないため収縮率が発現しなかった。更に収縮率が見られないだけでなく、延伸中の応力が増加しないため厚み斑が悪い(大きくなる)ことも判明した。
そこで、本発明者らは延伸工程全般を上記のように高温延伸(一定)とするのではなく、高温延伸によって分子をほとんど配向させない工程と、低温延伸によって分子を積極的に配向させる工程とに分けて行えば、配向結晶化による収縮率の低下を抑制しつつ、非晶質分子のみを配向させて収縮率を発現できると共に、厚み斑も低く抑えられることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、以下に詳述するとおり温度T1で予熱し、温度T2で横延伸した後、温度T3で横延伸する(T1>T2>T3)方法により、非晶質分子のみをフィルム中に存在させ、長手方向と幅方向の熱収縮率をコントロールできること、しかも幅方向の厚み斑も低減できることが判明した。
Here, the stretching condition in which the orientation does not crystallize even when stretched is shown in, for example, the photograph of FIG. 2 of
Therefore, the present inventors do not perform the entire stretching process as high-temperature stretching (constant) as described above, but instead use a step of hardly orienting the molecules by high-temperature stretching and a step of positively orienting the molecules by low-temperature stretching. To complete the present invention, it was found that the shrinkage rate can be expressed by orienting only amorphous molecules while suppressing the decrease in the shrinkage rate due to the orientation crystallization, and the thickness unevenness can be suppressed to a low level. I arrived. Specifically, as described in detail below, only amorphous molecules are put into the film by a method of preheating at temperature T1, laterally stretching at temperature T2, and then transversely stretching at temperature T3 (T1>T2> T3). It was found that the temperature can be controlled in the longitudinal direction and the thermal shrinkage in the width direction, and that the thickness unevenness in the width direction can be reduced.
以下、各工程について、順次説明する。
まず、(Tg+40℃)以上(Tg+70℃)以下の温度T1で予熱ゾーンを予熱する。予熱温度T1が(Tg+40℃)未満であると、次工程のT2での横延伸時に分子が配向結晶化し易くなってフィルム幅方向の熱収縮率が下限の50%を下回り易くなってしまう(後記する表1の比較例1を参照)。また、予熱温度T1が(Tg+40℃未満)であると、横延伸で生じるネックインによって縦方向へかかる応力が大きくなり、長手方向の熱収縮率が上限の6%を超え易くなるため好ましくない。一方、予熱温度T1が(Tg+70℃)を超えると、幅方向の厚み斑が悪化して上限の20%を超え易くなるため好ましくない。予熱温度T1は、(Tg+45℃)以上(Tg+65℃)以下がより好ましく、(Tg+50℃)以上(Tg+60℃)以下が更に好ましい。
具体的には、上記予熱温度T1となるように、予熱ゾーンの通過時間を2秒以上10秒以下に制御することが好ましい。予熱ゾーンの通過時間が2秒未満であると、フィルムが上記の予熱温度T1に達しないうちに次工程のT2での横延伸が開始されてしまう。そのため、予熱温度T1が(Tg+40℃)未満の場合と同様の問題が生じてしまう。予熱ゾーンの通過時間が長いほど、フィルムの温度が上記予熱温度T1に達し易くなるため好ましいが、通過時間が長くなり過ぎると、予熱ゾーンの温度が冷結晶化温度を超えて設定されるため、未延伸フィルムの結晶化が過度に促進されてしまうため好ましくない。さらに、予熱ゾーンの通過時間が長いほど生産設備は増大するため好ましくない。予熱ゾーンの通過時間は10秒あれば十分である。
Hereinafter, each step will be described in sequence.
First, the preheating zone is preheated at a temperature T1 of (Tg + 40 ° C.) or higher (Tg + 70 ° C.) or lower. If the preheating temperature T1 is less than (Tg + 40 ° C.), the molecules tend to be oriented and crystallized during the transverse stretching in T2 in the next step, and the heat shrinkage in the film width direction tends to fall below the lower limit of 50% (described later). See Comparative Example 1 in Table 1). Further, when the preheating temperature T1 is (Tg + 40 ° C. or less), the stress applied in the vertical direction due to the neck-in generated by the lateral stretching increases, and the heat shrinkage rate in the longitudinal direction tends to exceed the upper limit of 6%, which is not preferable. On the other hand, if the preheating temperature T1 exceeds (Tg + 70 ° C.), the thickness unevenness in the width direction worsens and easily exceeds the upper limit of 20%, which is not preferable. The preheating temperature T1 is more preferably (Tg + 45 ° C.) or higher (Tg + 65 ° C.) or lower, and further preferably (Tg + 50 ° C.) or higher (Tg + 60 ° C.) or lower.
Specifically, it is preferable to control the passage time of the preheating zone to 2 seconds or more and 10 seconds or less so that the preheating temperature is T1. If the passing time of the preheating zone is less than 2 seconds, the lateral stretching at T2 in the next step is started before the film reaches the preheating temperature T1. Therefore, the same problem as when the preheating temperature T1 is less than (Tg + 40 ° C.) occurs. The longer the passing time of the preheating zone, the easier it is for the film temperature to reach the preheating temperature T1, which is preferable. However, if the passing time is too long, the temperature of the preheating zone is set to exceed the cold crystallization temperature. It is not preferable because the crystallization of the unstretched film is excessively promoted. Further, the longer the passage time of the preheating zone, the larger the production equipment, which is not preferable. A passing time of the preheating zone of 10 seconds is sufficient.
次に、上記温度T1で予熱されたフィルムを、(Tg+5℃)以上(Tg+40℃)以下の温度T2で横延伸する(第1横延伸と呼ぶ場合がある)。第1横延伸では前述したように延伸による分子配向を抑制する必要があり、第1横延伸での温度T2を、予熱温度T1よりも低くして、(Tg+5℃)以上(Tg+40℃)以下に制御する。第1横延伸での温度T2が(Tg+5℃)未満であると、予熱時と同様の問題が生じ、フィルム幅方向の熱収縮率が下限の50%を下回り易くなるだけでなく、長手方向の熱収縮率が上限の6%を超え易くなるため好ましくない。一方、第1横延伸での温度T2が(Tg+40℃)を超えると、幅方向の厚み斑が上限の20%を超え易くなってしまうため好ましくない。第1横延伸での温度T2は、(Tg+10℃)以上(Tg+35℃)以下がより好ましく、(Tg+15℃)以上(Tg+30℃)以下が更に好ましい。
また、第1横延伸での延伸倍率は1.5倍以上2.5倍以下が好ましい。第1横延伸での延伸倍率が1.5倍未満であると、配向結晶化の抑制効果が小さくなり、フィルム幅方向の収縮率が50%を下回り易くなる他、長手方向の収縮率が6%を超え易くなるため好ましくない。一方、第1横延伸での延伸倍率5倍を超えると、幅方向の厚み斑が20%を超え易くなってしまうため好ましくない。第1横延伸での延伸倍率は、1.6倍以上2.4倍以下がより好ましく、1.7倍以上2.3倍以下が更に好ましい。
Next, the film preheated at the temperature T1 is transversely stretched at a temperature T2 of (Tg + 5 ° C.) or higher (Tg + 40 ° C.) (sometimes referred to as first transverse stretching). In the first transverse stretching, it is necessary to suppress the molecular orientation due to stretching as described above, and the temperature T2 in the first transverse stretching is set lower than the preheating temperature T1 to be (Tg + 5 ° C) or higher (Tg + 40 ° C) or lower. Control. If the temperature T2 in the first transverse stretching is less than (Tg + 5 ° C.), the same problem as in the preheating occurs, and not only the heat shrinkage in the film width direction tends to fall below the lower limit of 50%, but also in the longitudinal direction. It is not preferable because the heat shrinkage rate tends to exceed the upper limit of 6%. On the other hand, if the temperature T2 in the first transverse stretching exceeds (Tg + 40 ° C.), the thickness unevenness in the width direction tends to exceed the upper limit of 20%, which is not preferable. The temperature T2 in the first transverse stretching is more preferably (Tg + 10 ° C.) or higher (Tg + 35 ° C.) or lower, and further preferably (Tg + 15 ° C.) or higher (Tg + 30 ° C.) or lower.
Further, the draw ratio in the first transverse stretching is preferably 1.5 times or more and 2.5 times or less. When the draw ratio in the first transverse stretching is less than 1.5 times, the effect of suppressing the orientation crystallization becomes small, the shrinkage in the film width direction tends to be less than 50%, and the shrinkage in the longitudinal direction is 6. It is not preferable because it easily exceeds%. On the other hand, if the stretching ratio in the first transverse stretching exceeds 5 times, the thickness unevenness in the width direction tends to exceed 20%, which is not preferable. The draw ratio in the first transverse stretching is more preferably 1.6 times or more and 2.4 times or less, and further preferably 1.7 times or more and 2.3 times or less.
前記横延伸されたフィルムを、(Tg-10℃)以上(Tg+15℃)以下の温度T3で更に延伸する(第2横延伸と呼ぶ場合がある。)。上述したように第1横延伸では分子配向が抑制されるように高温で延伸するが、その後の第2横延伸では反対に、延伸によって積極的に分子配向を生じさせる必要がある。そのため、本発明ではT2>T3となるように低温で延伸しており、具体的には第2横延伸での温度T3は(Tg-10℃)以上(Tg+15℃以下)である。第2横延伸での温度T3が(Tg-10℃)を下回ると、横延伸で生じるネックインによって縦方向へかかる応力が大きくなり、長手方向の熱収縮率が上限の6%を超え易くなってしまうため好ましくない。一方、第2横延伸での温度T3が(Tg+15℃)を超えると、分子配向が小さくなり、幅方向の熱収縮率が下限の50%を下回り易くなってしまう(後記する表1の比較例5を参照)。第2横延伸での温度T3は、(Tg-7℃)以上(Tg+12℃)以下がより好ましく、(Tg-4℃)以上(Tg+9℃)以下が更に好ましい。 The laterally stretched film is further stretched at a temperature T3 of (Tg-10 ° C.) or higher (Tg + 15 ° C.) or lower (sometimes referred to as second transverse stretching). As described above, in the first transverse stretching, the molecule is stretched at a high temperature so that the molecular orientation is suppressed, but in the subsequent second transverse stretching, on the contrary, it is necessary to positively cause the molecular orientation by stretching. Therefore, in the present invention, the product is stretched at a low temperature so that T2> T3, and specifically, the temperature T3 in the second transverse stretching is (Tg-10 ° C.) or higher (Tg + 15 ° C. or lower). When the temperature T3 in the second transverse stretching is lower than (Tg-10 ° C.), the stress applied in the longitudinal direction due to the neck-in generated in the transverse stretching increases, and the heat shrinkage in the longitudinal direction tends to exceed the upper limit of 6%. It is not preferable because it will end up. On the other hand, when the temperature T3 in the second transverse stretching exceeds (Tg + 15 ° C.), the molecular orientation becomes small and the heat shrinkage in the width direction tends to fall below the lower limit of 50% (comparative example in Table 1 described later). See 5). The temperature T3 in the second transverse stretching is more preferably (Tg-7 ° C.) or higher (Tg + 12 ° C.) or lower, and further preferably (Tg-4 ° C.) or higher (Tg + 9 ° C.) or lower.
また、第2横延伸での延伸倍率は1.5倍以上2.5倍以下が好ましい。第2横延伸での延伸倍率が1.5倍未満であると、幅方向における厚み斑が悪化してしまう。一方、第2横延伸で延伸倍率が2.5倍を超えると、幅方向の収縮率が低下し易くなるだけでなく、幅方向の収縮応力が増加してしまう。第2横延伸での延伸倍率は、1.6倍以上2.4倍以下がより好ましく、1.7倍以上2.3倍以下が更に好ましい。
また最終延伸倍率(第1横延伸での延伸倍率と第2横延伸での延伸倍率の積)は、3倍以上5.5倍以下が好ましい。最終延伸倍率が3倍未満であると、幅方向の収縮率が低下し易くなるだけでなく、幅方向における厚み斑が悪化してしまう。一方、最終延伸倍率が5.5倍を超えると、幅方向への延伸中に破断が発生しやすくなる。最終延伸倍率は、3.1倍以上5.4倍以下がより好ましく、3.2倍以上5.3倍以下が更に好ましい。
本発明の環状体に用いる熱収縮性ポリエステル系フィルムでは、予熱温度T1と、第1延伸での温度T2と、第2延伸での温度T3が、T1>T2>T3の関係を満足する。この関係を満足しつつ、個々のT1、T2、T3が上記範囲を満足するように横延伸を行えば所望とするフィルムが得られる。
Further, the draw ratio in the second transverse stretching is preferably 1.5 times or more and 2.5 times or less. If the stretching ratio in the second transverse stretching is less than 1.5 times, the thickness unevenness in the width direction is deteriorated. On the other hand, when the draw ratio exceeds 2.5 times in the second transverse stretching, not only the shrinkage rate in the width direction tends to decrease, but also the shrinkage stress in the width direction increases. The draw ratio in the second transverse stretching is more preferably 1.6 times or more and 2.4 times or less, and further preferably 1.7 times or more and 2.3 times or less.
The final draw ratio (the product of the draw ratio in the first transverse stretch and the draw ratio in the second transverse stretch) is preferably 3 times or more and 5.5 times or less. If the final draw ratio is less than 3 times, not only the shrinkage rate in the width direction tends to decrease, but also the thickness unevenness in the width direction worsens. On the other hand, when the final draw ratio exceeds 5.5 times, breakage is likely to occur during stretching in the width direction. The final draw ratio is more preferably 3.1 times or more and 5.4 times or less, and further preferably 3.2 times or more and 5.3 times or less.
In the heat-shrinkable polyester-based film used for the annular body of the present invention, the preheating temperature T1, the temperature T2 in the first stretching, and the temperature T3 in the second stretching satisfy the relationship of T1>T2> T3. A desired film can be obtained by laterally stretching so that the individual T1, T2, and T3 satisfy the above range while satisfying this relationship.
4.3.熱処理
上記のようにして横延伸を行ったフィルムは、必要に応じて、テンター内で幅方向の両端際をクリップで把持した状態で熱処理しても良い。ここで熱処理とは、(Tg-20℃)以上Tg以下の温度で1秒以上9秒以下、熱処理することを意味する。このような熱処理により、熱収縮率の低下を抑制できる他、経時保管後の寸法安定性が向上するため、好ましく用いられる。熱処理温度が(Tg-20℃)より低いと、熱処理による上記効果が有効に発揮されない。一方、熱処理温度がTgより高いと、幅方向の熱収縮率が下限の50%を下回り易くなる。
なお、熱処理時の温度は、第2延伸での温度T3以下であることが好ましい。
上記熱処理の規定に基づけば、後記する実施例1~6、比較例1~3、5(いずれもTg=75℃)のうち実施例2を除く例は全て、横延伸後の加熱温度が50℃であり、上記の温度範囲を満足しないため、本発明における熱処理を行った例とはみなされない。これに対し、実施例2では横延伸後の加熱温度を75℃としたため、本発明における熱処理を行った例とみなされる。
熱処理時間は長いほど効果を発揮し易くなるが、あまり長いと設備が巨大化するので、1秒以上9秒以下に制御することが好ましい。より好ましくは、5秒以上、8秒以下である。
また、熱処理工程においては、テンター内の把持用クリップ間の距離を縮めることにより、幅方向へのリラックスを実施することもできる。これにより、経時保管後の寸法変化や熱収縮特性の低下を抑制することができる。
4.3. Heat treatment The film subjected to the transverse stretching as described above may be heat-treated in a state where both ends in the width direction are gripped by clips in the tenter, if necessary. Here, the heat treatment means heat treatment at a temperature of (Tg-20 ° C.) or more and Tg or less for 1 second or more and 9 seconds or less. Such heat treatment is preferably used because it can suppress a decrease in heat shrinkage and improve dimensional stability after storage over time. If the heat treatment temperature is lower than (Tg-20 ° C.), the above effect of the heat treatment is not effectively exhibited. On the other hand, when the heat treatment temperature is higher than Tg, the heat shrinkage rate in the width direction tends to fall below the lower limit of 50%.
The temperature during the heat treatment is preferably not less than the temperature T3 in the second stretching.
Based on the above heat treatment regulations, all of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 and 5 (all Tg = 75 ° C.) described later have a heating temperature of 50 after transverse stretching, except for Example 2. Since it is ° C. and does not satisfy the above temperature range, it is not regarded as an example of performing the heat treatment in the present invention. On the other hand, in Example 2, since the heating temperature after lateral stretching was 75 ° C., it is regarded as an example of performing the heat treatment in the present invention.
The longer the heat treatment time, the easier it is to exert the effect, but if it is too long, the equipment becomes huge, so it is preferable to control it to 1 second or more and 9 seconds or less. More preferably, it is 5 seconds or more and 8 seconds or less.
Further, in the heat treatment step, relaxation in the width direction can be performed by reducing the distance between the gripping clips in the tenter. This makes it possible to suppress dimensional changes and deterioration of heat shrinkage characteristics after storage over time.
次に、実施例および比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例の態様に何ら限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能である。 Next, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the aspects of these Examples and may be modified without departing from the spirit of the present invention. It is possible.
[ポリエステルの合成]
撹拌機、温度計および部分環流式冷却器を備えたステンレススチール製オートクレーブに、重合後の樹脂組成が表1に記載の組成となるように酸成分としてテレフタル酸(TPA)、イソフタル酸(IPA)、セバシン酸(SA)、アジピン酸(AA)を、グリコール成分としてエチレングリコール(EG)、ネオペンチルグリコール(NPG)、1,4-シクロヘキサンジメタノール(CHDM)、ブタンジオール(BD)をそれぞれ仕込み、140℃から220℃まで、溜出する水を系外に除きつつ4時間かけてエステル化反応を行った。次いで、60分かけて徐々に133.3Paまで減圧するとともに270℃まで昇温した。さらに13.3~40.0Paの減圧下、270℃にて約90分間重縮合反応を行い、共重合ポリエステルA~Cを得た。得られた共重合ポリエステルA~Gの樹脂組成を表1に示す。なお、表1中のDEGはジエチレングリコールであり、重合で生じた副生成物である。表1中、「酸成分」の欄には全酸成分100モル%に占める各モノマー成分の含有量を、「多価アルコール成分」の欄には全多価アルコール成分100モル%中に占める各モノマー成分の含有量を示している。
[Polyester synthesis]
Terephthalic acid (TPA), isophthalic acid (IPA) as acid components in a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, thermometer and partial recirculation cooler so that the resin composition after polymerization has the composition shown in Table 1. , Sebacic acid (SA), adipic acid (AA), ethylene glycol (EG), neopentyl glycol (NPG), 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), butanediol (BD) as glycol components, respectively. The esterification reaction was carried out from 140 ° C. to 220 ° C. for 4 hours while removing the accumulated water from the system. Then, the pressure was gradually reduced to 133.3 Pa over 60 minutes and the temperature was raised to 270 ° C. Further, a polycondensation reaction was carried out at 270 ° C. for about 90 minutes under a reduced pressure of 13.3 to 40.0 Pa to obtain copolymerized polyesters A to C. The resin compositions of the obtained copolymerized polyesters A to G are shown in Table 1. The DEG in Table 1 is diethylene glycol, which is a by-product produced by polymerization. In Table 1, the content of each monomer component in 100 mol% of the total acid component is in the column of "acid component", and the content of each monomer component in 100 mol% of the total polyhydric alcohol component is in the column of "polyhydric alcohol component". It shows the content of the monomer component.
[フィルム1の製造方法]
ポリエステルDおよびポリエステルEを質量比95:5で混合して押出機に投入した。この混合樹脂を280℃で溶融させてTダイから押出し、表面温度30℃に冷却された回転する金属ロールに巻き付けて急冷することにより、厚さ約150μmの未延伸フィルムを得た。未延伸フィルムのTgは75℃であった。
得られた未延伸フィルムを横延伸機(テンター)に導き、135℃で5秒間の予熱を行った。予熱後のフィルムは連続して横延伸前半ゾーンに導き、105℃で2.1倍になるまで横延伸した。続いて、横延伸後半ゾーンでは81℃で1.9倍になるまで横延伸した。最終的な横延伸倍率は4.0倍であった。最後に熱処理ゾーンにて50℃で3秒間熱処理した後、冷却し、両縁部を裁断除去して、幅を約242mmでロール状に巻き取ることによって、厚さ40μmの横延伸フィルムを所定の長さにわたって連続的に製造し、フィルム1を得た。フィルム1の製造条件と特性を表2に示す。
[Manufacturing method of film 1]
Polyester D and polyester E were mixed at a mass ratio of 95: 5 and charged into an extruder. This mixed resin was melted at 280 ° C., extruded from a T-die, wound around a rotating metal roll cooled to a surface temperature of 30 ° C., and rapidly cooled to obtain an unstretched film having a thickness of about 150 μm. The Tg of the unstretched film was 75 ° C.
The obtained unstretched film was guided to a transverse stretching machine (tenter) and preheated at 135 ° C. for 5 seconds. The preheated film was continuously led to the first half zone of lateral stretching and laterally stretched at 105 ° C. until it became 2.1 times. Subsequently, in the latter half zone of lateral stretching, lateral stretching was performed at 81 ° C. until the temperature increased 1.9 times. The final lateral stretch ratio was 4.0 times. Finally, after heat-treating at 50 ° C. for 3 seconds in the heat treatment zone, the film is cooled, both edges are cut and removed, and the film is wound into a roll with a width of about 242 mm to obtain a transversely stretched film having a thickness of 40 μm. It was manufactured continuously over a length to give
[フィルム2~6の製造方法]
フィルム2~6については、ポリエステル原料、横延伸条件を変更した以外はフィルム1と同様の製造方法で製膜し、評価した。各フィルムの製造条件と特性を表2に示す。
なお、フィルム6については、上記式3による結晶化度の算出方法を適用できないため、表2の欄は「-」と記載している。
[Manufacturing method of
The
As for the
[収縮仕上がり性]
上記の熱収縮性ラベルを巻き取ったロールから、長手方向に90mmピッチでカットした熱収縮性ラベルを採取し、市販の280mlPETボトル(伊藤園社製 おーいお茶、内容物入り、未開封)に被せ、Fuji Astec Inc製スチームトンネル(型式;SH-1500-L)を用いてスチームに通して熱収縮させた(トンネル条件は実施例または比較例に記載)。
収縮後のラベルの仕上がり性を、以下の基準に従って目視で5段階評価した。以下に記載の欠点とは、飛び上がり、シワ、収縮不足、ラベル端部折れ込み、収縮白化、印刷インキのかすれ等を意味する。
5:仕上がり性最良(欠点なし)
4:仕上がり性良(欠点1箇所あり)
3:欠点2箇所あり
2:欠点3~5箇所あり
1:欠点多数あり(6箇所以上)
[Shrinkage finish]
From the roll on which the above heat-shrinkable label is wound, a heat-shrinkable label cut at a pitch of 90 mm in the longitudinal direction is collected, placed on a commercially available 280 ml PET bottle (Oi Ocha manufactured by ITO EN, containing contents, unopened), and Fuji. A steam tunnel manufactured by Astec Inc (model; SH-1500-L) was used and heat-shrinked through steam (tunnel conditions are described in Examples or Comparative Examples).
The finishability of the label after shrinkage was visually evaluated on a 5-point scale according to the following criteria. The defects described below mean jumping up, wrinkles, insufficient shrinkage, folds at the end of the label, shrinkage whitening, fading of printing ink, and the like.
5: Best finish (no defects)
4: Good finish (with one defect)
3: There are 2 defects 2: There are 3 to 5 defects 1: There are many defects (6 or more)
[熱収縮率(熱収縮後)]
上記の収縮仕上がり性を評価したラベルから長手方向4mm×幅方向(ボトルの周方向)25mmのサンプル切り出し、セイコー電子工業社製TMA SS100を用いて変位モードにて熱収縮率を測定した。チャック間距離は15mmとし、チャック間の方向がラベルの幅方向となるよう、専用のチャックを用いてサンプルをプローブに取り付け、荷重49mNで30℃から130℃までに間を10℃/分で昇温した。得られた変位より、下式1に従って熱収縮率を求めた。
熱収縮率(%)={(収縮前の長さ-収縮後の長さ)/収縮前の長さ}×100 式1
[Heat shrinkage rate (after heat shrinkage)]
A sample of 4 mm in the longitudinal direction × 25 mm in the width direction (circumferential direction of the bottle) was cut out from the label for which the shrinkage finish was evaluated, and the heat shrinkage rate was measured in the displacement mode using TMA SS100 manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd. The distance between the chucks is 15 mm, the sample is attached to the probe using a dedicated chuck so that the direction between the chucks is the width direction of the label, and the temperature rises from 30 ° C to 130 ° C at 10 ° C / min with a load of 49 mN. It was warm. From the obtained displacement, the heat shrinkage rate was obtained according to the
Heat shrinkage rate (%) = {(length before shrinkage-length after shrinkage) / length before shrinkage} × 100
[基材フィルムの樹脂組成]
包装体から印刷層の除去した基材フィルム10mgを、重クロロホルム/トリフルオロ酢酸を体積比で85%/15%で混合した溶媒0.6mlに溶解し、ヴァリアン社製核磁気共鳴分析計(NMR)ジェミニ-200(500MHz)を用いて積算回数32回で1H-NMR分析を行った。得られたNMRスペクトルは、解析ソフトJEOL RESONANCE(日本電子製)を用い、積分比より樹脂のモル%比を決定した。
[融点(Tm)、融解熱量(ΔHm)]
セイコー電子工業株式会社社製の示差走査熱量計(型式:DSC220)を用いて、JIS-K7121-1987に従って融点Tmと融解熱量ΔHmを求めた。詳細には包装体から印刷層の除去した基材フィルム10mgを、30℃から300℃まで、昇温速度10℃/分で昇温し、吸熱曲線を測定した。得られた吸熱曲線の140℃以上にあらわれるピーク温度を融点Tm(℃)とし、そのピーク面積を融解熱量ΔHm(J/g)とした。なお、吸熱ピークが2つ以上あらわれる場合は、より温度の高いピークをTmとし、そこからΔHmを求めた。
[Resin composition of base film]
10 mg of the base film from which the printed layer was removed from the package was dissolved in 0.6 ml of a solvent in which deuterated chloroform / trifluoroacetic acid was mixed at a volume ratio of 85% / 15%, and a nuclear magnetic resonance spectrometer (NMR) manufactured by Varian Co., Ltd. was dissolved. ) 1H-NMR analysis was performed using Gemini-200 (500 MHz) with 32 integrations. For the obtained NMR spectrum, the molar% ratio of the resin was determined from the integral ratio using the analysis software JEOL RESONANCE (manufactured by JEOL Ltd.).
[Melting point (Tm), heat of fusion (ΔHm)]
Using a differential scanning calorimeter (model: DSC220) manufactured by Seiko Electronics Inc., the melting point Tm and the calorific value of melting ΔHm were determined according to JIS-K7121-1987. Specifically, 10 mg of the base film from which the printed layer was removed from the package was heated from 30 ° C. to 300 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min, and the endothermic curve was measured. The peak temperature appearing at 140 ° C. or higher of the obtained endothermic curve was defined as the melting point Tm (° C.), and the peak area was defined as the heat of fusion ΔHm (J / g). When two or more endothermic peaks appeared, the peak with a higher temperature was defined as Tm, and ΔHm was obtained from the peak.
[耐熱ブロッキング性]
上記の収縮仕上がり性の評価に使用した、ラベル付きのボトルに水を充填して蓋を閉めた後、60℃/50%RHに調整した恒温槽(エスペック製LHU-124)の中に、ラベル同士が接触するように10個入れ、1週間放置した。その後、ラベル付きのボトルを取り出し、ラベル同士がブロッキングしていなければ○、ブロッキングしていれば×として耐熱ブロッキング性を評価した。
[Heat blocking property]
After filling the labeled bottle with water and closing the lid, which was used for the evaluation of the shrinkage finish described above, the label was placed in a constant temperature bath (LHU-124 manufactured by Espec) adjusted to 60 ° C./50% RH. Ten pieces were put in contact with each other and left for one week. After that, the bottles with labels were taken out, and the heat-resistant blocking property was evaluated as ◯ if the labels were not blocking each other and × if they were blocking.
[リサイクル性]
上記の収縮仕上がり性の評価に使用したラベル付きのボトル500個を粉砕してフレークを得た後、フレーク濃度10重量%、85℃、30分の条件で3.5重量%の水酸化ナトリウム溶液で攪拌下で洗浄を行った。アルカリ洗浄後、フレークを取り出し、フレーク濃度10重量%、25℃、20分の条件で蒸留水を用いて攪拌下で洗浄を行った。この水洗を蒸留水を交換してさらに2回繰り返し実施した。水洗したフレークを乾燥後、押出機で溶融し、順次目開きサイズの細かなものにフィルターを変えて2回更に細かな異物を濾別し、3回目に50μmの最も小さな目開きサイズのフィルターで濾別して、再生ポリエステルを得た。また、ラベルの付いていないPETボトルについても、同様の方法で再生ポリエステルを得た。ポリエステルを再生する際、フレークの食い込み不良やフィルター昇圧の有無により、リサイクル性を評価した。ラベルが入っていないフレークに比べて、ラベルの入っているフレークで食い込み不良やフィルター昇圧の回数が同等、または1回多い場合を○、2回以上多い場合を×として評価した。
後記する表2に記載したそれぞれのポリエステル系フィルムについて、以下の特性を評価した。
[Recyclability]
After crushing 500 bottles with labels used for the above evaluation of shrinkage finish to obtain flakes, a 3.5% by weight sodium hydroxide solution under the conditions of a flake concentration of 10% by weight, 85 ° C. and 30 minutes. Was washed with stirring. After the alkaline washing, the flakes were taken out and washed with distilled water under the conditions of a flake concentration of 10% by weight, 25 ° C. and 20 minutes under stirring. This washing with water was repeated twice more by exchanging distilled water. After the flakes washed with water are dried, they are melted by an extruder, and the filter is changed to a finer one with an opening size in sequence, and finer foreign matter is filtered out twice, and the third time with the smallest opening size filter of 50 μm. By filtration, recycled polyester was obtained. In addition, recycled polyester was obtained in the same manner for PET bottles without labels. When the polyester was recycled, the recyclability was evaluated based on the presence or absence of flake biting failure and filter pressurization. Compared to the flakes without the label, the flakes with the label were evaluated as ◯ when the number of bite defects and the number of times the filter was boosted was the same or once more, and as × when the number of times was more than two times.
The following characteristics were evaluated for each of the polyester-based films listed in Table 2 below.
[熱収縮率(熱収縮前)]
ポリエステル系フィルムを10cm×10cmの正方形に裁断し、所定温度[(90℃または70℃)±0.5℃]の温湯中に無荷重状態で10秒間浸漬して熱収縮させた後、25℃±0.5℃の水中に10秒間浸漬し、水中から引き出してフィルムの縦および横方向の寸法を測定し、下式1に従ってそれぞれの熱収縮率を求めた。熱収縮率の大きい方向を主収縮方向(幅方向)とした。
熱収縮率(%)={(収縮前の長さ-収縮後の長さ)/収縮前の長さ}×100 式1
[Heat shrinkage rate (before heat shrinkage)]
A polyester film is cut into a square of 10 cm × 10 cm, immersed in hot water at a predetermined temperature [(90 ° C or 70 ° C) ± 0.5 ° C] for 10 seconds under no load, and then heat-shrinked, and then 25 ° C. The film was immersed in water at ± 0.5 ° C. for 10 seconds, pulled out of the water, the vertical and horizontal dimensions of the film were measured, and the heat shrinkage ratio of each was determined according to the following
Heat shrinkage rate (%) = {(length before shrinkage-length after shrinkage) / length before shrinkage} × 100
[幅方向の厚み斑(熱収縮前)]
フィルムロールから、フィルム長手方向の寸法40mm×フィルム幅方向の寸法1.2mの幅広な帯状のフィルム試料をサンプリングし、ミクロン測定器株式会社製の連続接触式厚み計を用いて、測定速度5m/minで上記フィルム試料の幅方向に沿って連続的に厚みを測定した(測定長さは1m)。測定時の最大厚みをTmax.、最小厚みをTmin.、平均厚みをTave.とし、下式2に従ってフィルムの幅方向の厚み斑を算出した。
厚み斑(%)={(Tmax.-Tmin.)/Tave.}×100 式2
[Thickness spots in the width direction (before heat shrinkage)]
A wide strip-shaped film sample with a length of 40 mm in the longitudinal direction of the film and a dimension of 1.2 m in the width of the film was sampled from the film roll, and the measurement speed was 5 m / using a continuous contact thickness gauge manufactured by Micron Measuring Instruments Co., Ltd. The thickness was continuously measured in min along the width direction of the film sample (measurement length was 1 m). The maximum thickness at the time of measurement was Tmax., The minimum thickness was Tmin., And the average thickness was Tave., And the thickness unevenness in the width direction of the film was calculated according to the following
Thickness spot (%) = {(Tmax.-Tmin.)/Tave.} × 100
[幅方向の最大熱収縮応力(熱収縮前)]
ポリエステル系フィルムから、長手方向4mm×幅方向25mmのサンプル切り出し、セイコー電子工業社製TMA SS100を用いて、応力モードにて最大熱収縮応力を測定した。チャック間距離は15mmとし、チャック間の方向がフィルムの幅方向となるよう、専用のチャックを用いてサンプルをプローブに取り付け、初期荷重40mNで30℃から130℃までに間を10℃/分で昇温した。得られた収縮応力の中で最大値を幅方向の最大収縮応力とした。
[Maximum heat shrinkage stress in the width direction (before heat shrinkage)]
A sample of 4 mm in the longitudinal direction × 25 mm in the width direction was cut out from the polyester film, and the maximum heat shrinkage stress was measured in the stress mode using TMA SS100 manufactured by Seiko Electronics Inc. The distance between the chucks is 15 mm, the sample is attached to the probe using a dedicated chuck so that the direction between the chucks is the width direction of the film, and the interval from 30 ° C to 130 ° C is 10 ° C / min with an initial load of 40 mN. The temperature was raised. The maximum value of the obtained contraction stress was defined as the maximum contraction stress in the width direction.
[ヘイズ(熱収縮前)]
JIS K7136に準拠して、ヘイズメータ「500A」(日本電色工業株式会社製)を用いて測定した。測定は2回行い、その平均値を求めた。
[Haze (before heat shrinkage)]
The measurement was performed using a haze meter "500A" (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) in accordance with JIS K7136. The measurement was performed twice, and the average value was calculated.
[結晶化度(熱収縮前)]
JIS-K-7112の密度勾配管法により、硝酸カルシウム水溶液を用いて約3mm四方のサンプルの密度dを測定し、下式3に従って結晶化度を測定した。
結晶化度(%)={dc×(d-da)/(d×(dc-da)}×100 式3
dc:1.455g/cm3(ポリエチレンテレフタレート完全結晶の密度)
da:1.335g/cm3(ポリエチレンテレフタレート完全非晶の密度)
d: サンプルの密度(g/cm3)
[Crystallinity (before heat shrinkage)]
The density d of a sample of about 3 mm square was measured using a calcium nitrate aqueous solution by the density gradient tube method of JIS-K-7112, and the crystallinity was measured according to the following
Crystallinity (%) = {dc × (d-da) / (d × (dc-da)} × 100
dc: 1.455 g / cm 3 (density of polyethylene terephthalate perfect crystal)
da: 1.335 g / cm 3 (density of polyethylene terephthalate completely amorphous)
d: Sample density (g / cm 3 )
[Tg;ガラス転移点(熱収縮前)]
セイコー電子工業株式会社社製の示差走査熱量計(型式:DSC220)を用いて、JIS-K7121-1987に従ってTgを求めた。詳細には未延伸フィルム10mgを、-40℃から120℃まで、昇温速度10℃/分で昇温し、吸熱曲線を測定した。得られた吸熱曲線の変曲点の前後に接線を引き、その交点をガラス転移点(Tg;℃)とした。
[Tg; glass transition point (before heat shrinkage)]
Tg was determined according to JIS-K7121-1987 using a differential scanning calorimeter (model: DSC220) manufactured by Seiko Electronics Inc. Specifically, 10 mg of the unstretched film was heated from −40 ° C. to 120 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min, and the endothermic curve was measured. Tangent lines were drawn before and after the inflection point of the obtained endothermic curve, and the intersection was defined as the glass transition point (Tg; ° C.).
上記ポリエステル原料D~Gを用いて、表2に記載の各種ポリエステル系フィルムを得た。 Using the polyester raw materials D to G, various polyester films shown in Table 2 were obtained.
[実施例1]
フィルム1のロールの幅方向における端部から20mmを除く全面に、東洋インキ社製の草・金・白色のインキを用いて、ラベル用の印刷(3色印刷)を繰り返し施して巻き取り、印刷フィルムロールを作製した。このロールから印刷フィルムを繰り出して、フィルム幅方向の片端部の内側に、1,3-ジオキソラン/ポリエステルAを重量比で90/10となるように混合した接着用溶剤組成物を塗布幅が4±2mmの範囲で300mg/m2となるよう調整し、加工速度400m/分で連続的に塗布した。この溶剤組成物塗布部をフィルムのもう一方の幅方向端部の上に、重なり部が中央部にくるようにフィルムを折り重ねて接着し、熱収縮性フィルムを環状体としたラベル(熱収縮性フィルムの主収縮方向を周方向としたラベル)を作製した。その後、このラベルの長手方向にミシン目(約1mm径の穴が約4mm間隔で並ぶミシン目)を約22mmの間隔で2本平行に形成して、ラベルを連続的に巻き取った。
上記の熱収縮性ラベルを巻き取ったロールから、スチームトンネルに通して熱収縮させた。トンネルは3つのゾーンに分かれており、1ゾーン/2ゾーン/3ゾーンの温度を60/79/81℃、全ゾーン合計の滞留時間は28秒となるよう設定した。
実施例1の製造条件と得られた特性を表3に、TMAより得られた熱収縮率を図1に示す。
[Example 1]
Using grass, gold, and white ink manufactured by Toyo Ink Co., Ltd., printing for labels (three-color printing) is repeatedly applied to the entire surface of the
The roll from which the heat-shrinkable label was wound was passed through a steam tunnel and heat-shrinked. The tunnel is divided into three zones, and the temperature of 1 zone / 2 zones / 3 zones is set to 60/79/81 ° C., and the total residence time of all zones is set to 28 seconds.
Table 3 shows the production conditions and the obtained characteristics of Example 1, and FIG. 1 shows the heat shrinkage rate obtained from TMA.
[実施例2~7、比較例1~4]
上記実施例1において、用いたフィルム、接着用溶剤組成物、スチームトンネルの温度と滞留時間を表3のように変更したこと以外は実施例1と同様にして実施例2~7、および比較例1~4の包装体を製造した。
実施例1の製造条件と得られた特性を表3に示す。また比較例1については、TMAより得られた熱収縮率を図1に示す。
[Examples 2 to 7, Comparative Examples 1 to 4]
Examples 2 to 7 and Comparative Example are the same as in Example 1 except that the temperature and residence time of the film, the adhesive solvent composition, and the steam tunnel used in Example 1 are changed as shown in Table 3. 1 to 4 packages were manufactured.
Table 3 shows the production conditions of Example 1 and the obtained characteristics. For Comparative Example 1, the heat shrinkage rate obtained from TMA is shown in FIG.
本発明の要件を満足する実施例1~7の包装体は、収縮仕上がり性評価が4または5と美麗な外観を有しており、包装体の接着強度、残留収縮率、融点、耐熱ブロッキング性、リサイクル性も所定の範囲を満たしており、好ましいものであった。
これに対し、比較例1では、幅方向における90℃での熱収縮率が26.8%と低いフィルム5を用いたため、包装体の残留熱収縮率のピークが120℃以下であらわれず(120℃における残留収縮率は0.9%)、包装体の収縮仕上がり性が著しく低下した(評価1)。そのため、耐熱ブロッキングテストとリサイクル性については、評価していない。
The packages of Examples 1 to 7 satisfying the requirements of the present invention have a beautiful appearance with a shrinkage finish evaluation of 4 or 5, and the adhesive strength, residual shrinkage rate, melting point, and heat-resistant blocking property of the package. The recyclability also satisfied the predetermined range, which was preferable.
On the other hand, in Comparative Example 1, since the
比較例2では、幅方向における厚みムラが22.0%であるフィルム7を用いたため、包装体のインキが均一に印刷されずに かすれ等の欠点が多く発生したため、収縮仕上がり性が低下した(評価2)。また、フィルム7には、非晶原料(ポリエステルF、G)を用いたため、融点が173℃と低く、融解熱量(ΔHm)も17J/gに低下し、耐熱ブロッキング性とリサイクル性の評価が「×」となった
In Comparative Example 2, since the
比較例3では、接着用溶剤を1,3-ジオキソラン単体としたため、接着強度がゼロ(接着不可)となってしまい、環状の包装体を作製することができなかった。そのため、耐熱ブロッキングテストとリサイクル性については、評価していない。
比較例4は、熱収縮後の残留収縮率が44.9%と高いため、収縮仕上がり性は著しく低下した(評価1)
In Comparative Example 3, since the adhesive solvent was a simple substance of 1,3-dioxolane, the adhesive strength became zero (adhesion was impossible), and an annular package could not be produced. Therefore, the heat-resistant blocking test and recyclability have not been evaluated.
In Comparative Example 4, since the residual shrinkage rate after heat shrinkage was as high as 44.9%, the shrinkage finish was significantly reduced (evaluation 1).
本発明の包装体は、上記のように優れた接着強度と収縮仕上がり性を有しており、実質的にポリエチレンテレフタレートのみからなる原料を使用しているので、PETボトルと一緒にリサイクルすることができる。以上より、本発明は、飲料ボトル用の包装体として有用である。 As described above, the package of the present invention has excellent adhesive strength and shrinkage finish, and since it uses a raw material consisting substantially only of polyethylene terephthalate, it can be recycled together with a PET bottle. can. From the above, the present invention is useful as a packaging body for beverage bottles.
Claims (6)
(1)基材となる熱収縮性ポリエステル系フィルムが、全エステルユニット100モル%中にエチレンテレフタレートユニットを90モル%以上含有する
(2)基材となる熱収縮性ポリエステル系フィルムが、示差走査熱量計(DSC)の昇温過程で融解ピークを有しており、そのピーク温度である融点(Tm)が200℃以上280℃以下であり、かつそのピーク面積である融解熱量(ΔHm)が40J/g以上60J/g以下
(3)包装対象物の周方向において、熱機械分析(TMA)で得られる基材となる熱収縮性ポリエステル系フィルムの熱収縮率のピークが60℃以上120℃以下にあらわれ、そのピークにおける熱収縮率が1%以上40%以下 A package having a printed portion using a heat-shrinkable polyester film as a base material, and an annular body to which both ends of the film are bonded is coated on at least a part of the outer periphery of the object to be packaged in a heat-shrinked state. The package is characterized in that the coated annular body satisfies the following requirements (1) to (3).
(1) The heat-shrinkable polyester-based film used as the base material contains 90 mol% or more of the ethylene terephthalate unit in 100 mol% of all ester units. (2) The heat-shrinkable polyester-based film used as the base material performs differential scanning. It has a melting peak in the process of raising the temperature of the calorimeter (DSC), the melting point (Tm) which is the peak temperature is 200 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, and the melting heat amount (ΔHm) which is the peak area is 40J. / G or more and 60 J / g or less (3) The peak of the heat shrinkage rate of the heat-shrinkable polyester-based film used as the base material obtained by thermal mechanical analysis (TMA) in the circumferential direction of the packaged object is 60 ° C or more and 120 ° C or less. The heat shrinkage at the peak is 1% or more and 40% or less.
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